Küçük sondalar, düşük güçlü lazerlerin yardımıyla dış gezegenlere yelken açabilir

Uzay yolculuğu can sıkıcı derecede yavaş olabilir: Örneğin, Yeni Ufuklar sondasının Plüton’a ulaşması neredeyse 10 yıl sürdü. Dünya’ya en yakın yaşanabilir gezegen olan Proxima Centauri b’ye seyahat etmek, en büyük roketlerle bile binlerce yıl alacaktır. Şimdi, araştırmacılar ACS’de hesaplıyor Nano Harfler Dünya üzerindeki düşük güçlü lazerlerin, silikon veya bor nitrür yelkenli küçük sondaları fırlatıp manevra yapabileceğini ve onları roket motorlarından çok daha hızlı hızlara itebileceğini.

Teknelerdeki yelkenler gibi rüzgarı yakalamak yerine, “lazer yelkenleri” lazer ışınlarını yakalar ve prensipte uzay aracını neredeyse ışık hızına kadar itebilir. Bilim adamları bir süredir bu konsept üzerinde çalışıyorlar. Örneğin, Breakthrough Starshot girişimi olarak adlandırılan ve özel olarak finanse edilen bir proje, yalnızca 20 yıl süren bir uçuşla Proxima Centauri b’ye yaklaşık bir gram ağırlığında küçük, yelkenli bir sonda göndermeyi amaçlıyor. 100 GW, kilometre karelik bir lazer dizisi ile ışık hızının %20’sine kadar itilecekti. Ho-Ting Tung ve Artur Davoyan, çok daha düşük güçlü, daha küçük lazer dizilerinin artık geleneksel elektrikli ve kimyasal roketlerin kullanıldığı uygulamalarda kullanım bulup bulamayacağını merak ettiler. Lazerler bir gün uyduların yörüngesini fırlattıktan sonra ayarlayabilir veya büyük miktarda yakıt gerektirmeden gezegenler arası veya yıldızlararası görevlerde küçük yelkenli sondaları itebilir.

Araştırmacılar, yaklaşık 100 kW gücünde ve yaklaşık bir metrelik dizi boyutlarına sahip lazerlerin bile, 1 gramlık bir probu, mevcut rekoru aşan hızlarda, yalnızca dakikalar ila saatler arasında lazer aydınlatması ile çalıştırabileceğini göstermek için hesaplamalar yaptılar. Hesaplarına göre lazerler, mevcut elektrikli ve kimyasal roketlerle mümkün olmayan, yalnızca bir günde farklı Dünya yörüngeleri arasında küçük sondalar manevra edebiliyordu. Ekip, yüksek yansıtma ve hızlı soğutma sağlayan lazer yelkenleri için en iyi malzemelerin nano ölçekte yapılandırılmış silikon nitrür ve bor nitrür olduğunu belirledi. Son olarak, araştırmacılar, bu küçük lazer güdümlü sondaların güneş sisteminden kaçmak için yeterince hızlı hareket edebileceğini ve Yeni Ufuklar sondasından beş kat daha yüksek hızlara ulaşabileceğini hesapladılar. Araştırmacılar, düşük güçlü lazerler tarafından yönlendirilen bu prototip yelkenli uzay aracının, hızlı uzay araştırmaları ve gelecekteki yıldızlararası uçuş için dalgayı açabileceğini söylüyor.