Ultravékony fényvitorlákkal repülhetünk más csillagrendszerekbe

 

Grafénből készülhetnek a jövő napvitorlái. Az egy szénatom vastagságú anyagból készített, apró vitorla sikerrel teljesítette első működési tesztjeit.

Grafénből készült fényvitorla (Dr. Santiago Jose Cartamil-Bueno)

Napjaink egyik legígéretesebb technológiája a fényvitorla, amellyel a klasszikus hajtóműveket kiváltva akár évtizedek alatt eljuthatnánk más csillagrendszerekbe. A tradícionális űreszközöket üzemanyag hajtja, útjukat pedig komplex manőverekkel, például a bolygók gravitációs vonzását kihasználva egyengetik. Az üzemanyag tömege miatt viszont nehéz őket felbocsátani, a bonyolult manőverek miatt pedig az útjuk is tovább tart.

A napvitorlák működéséhez nincs szükség üzemanyagra, így a szondák könnyebbek és egyszerűbb őket útnak indítani. Az elmúlt évtizedben két ilyen űreszköz repült, vitorláik poliimidből, illetve mylar-ból, egy speciális típusú, feszített poliészter filmből készültek. A grafén jóval könnyebb ezeknél, az alkalmassági tesztekhez egy mindössze 3 mm vastag darabot használtak.

A németországi Brémában található Zarm ejtőtoronyban vizsgálták, hogy jól teljesít-e vákuumban, illetve mikrogravitációban. A vitorlát szabadesés közben (a gravitáció hatásait gyakorlatilag kiküszöbölve), lézerekkel világították meg, így teszteltve, alkalmas-e napvitorlának.

A brémai ejtőtorony belseje (bal), valamint a 100 méter magas torony kívülről (jobb) (ESA)

A vitorla gyorsulása 1 watt teljesítményű lézermegvilágítás hatására 1 m/s2 , ami egy átlagos irodai lifthez mérhető. A napvitorlák azonban, amíg a Nap megvilágítja őket, folyamatosan, egyre nagyobb és nagyobb sebességre gyorsulnak fel. A grafén előállítása Santiago Cartamil-Bueno, a GrapheneSail kutatócsoport vezetőjének elmondása szerint viszonylag egyszerű, az akár kilométer széles, óriási vitorlák kinyitása azonban már komoly kihívás lesz.

Santiago Cartamil-Bueno továbbá a SCALE Nanotech start-up cég igazgatója is, mely jelenleg stratégiai partnereket keres a technológia továbbfejlesztéséhez, idővel pedig az űrbéli teszteléshez is. A vitorlát az Európai Űrügynökség (ESA) Business Incubator Centre intézményében fejlesztik, Németországban.

Tudomány a gravitáció nélkül – az ejtőtornyok működését röviden bemutató infografika. A brémai Zarm ejtőtoronyban legfeljebb 146 méter magasra repítik fel a kísérleteket, melyek ezután szabadeséssel vastag polisztirolgyöngy ágyon landolnak. A toronyban a levegőt kiszivattyúzva közel vákuum van, az ejtőcsatorna pedig független a külső borítástól, így a kint süvítő szél sem zavarhatja a kísérletezést. (ESA)

Astrid Orr, az ESA emberes küldetéseken dolgozó programjának egyik kutatója szerint ez a fényvitorla projekt remekül bemutatja, mi mindent lehet súlytalanságban tesztelni, a Föld elhagyása nélkül. Ha pedig a lézerrel megvilágított grafénernyők ejtése közelebb visz minket a Naprendszer, a távolabbi jövőben pedig más csillagrendszerek felfedezéséhez is, az lesz a hab a tortán.

Forrás: csillagászat.hu

ESA