Νανοσυσκευές με ιστία laser για διαστημική εξερεύνηση

Από τους πιο οικονομικούς και με σχετικά μεγαλύτερες πιθανότητες επιτυχίας, τρόπους που έχουν προταθεί για τη μη-επανδρωμένη εξερεύνηση εξωπλανητών σε «γειτονικά» πλανητικά συστήματα (όπως π.χ. το Άλφα του Κενταύρου που απέχει 4.2 έτη φωτός από εμάς), είναι η αποστολή πολυάριθμων διαστημικών συσκευών πολύ μικρού μεγέθους και βάρους της τάξης των νανογραμμαρίων ή λιγότερο. Θα μπορούσαμε να στείλουμε τρισεκατομμύρια τέτοιες νανοσυσκευές με σχεδόν μηδενικό κόστος εξόδου από το βαρυτικό πεδίο της Γης (ή περίπου όσο θα κόστιζε η εκτόξευση ενός δορυφόρου βάρους μόλις 1 g).

 

Το πολύ μικρό βάρος αυτών των συσκευών επιτρέπει τη, θεωρητική, επιτάχυνσή τους σε τελικές ταχύτητες που είναι σημαντικό ποσοστό της ταχύτητας του φωτός (π.χ. στο εγχείρημα “Breakthrough Starshot”, η τελική ταχύτητα είναι 20% αυτής του φωτός για κάθε νανοσυσκευή, η οποία μάλιστα, σύμφωνα με τους ερευνητές του εγχειρήματος, ιδανικά μπορεί να ξεπεράσει και το 50% σε επόμενες εκδόσεις, χρησιμοποιώντας ακτινοβόληση από ισχυρά επίγεια laser για μερικά λεπτά, προς το μικροσκοπικό και υπέρλεπτο ιστίο που θα διαθέτουν). Το μεγάλο πλήθος αυτών των συσκευών, αυξάνει την πιθανότητα να τα καταφέρει έστω και ένα μικρό ποσοστό αυτών, μέχρι τον εξωπλανήτη του πλανητικού συστήματος που μας ενδιαφέρει, θεωρώντας ότι πολλές άλλες θα καταστραφούν στην πορεία από διάφορες αιτίες (ακόμη και πρόσκρουση με μικροσκοπικούς κόκκους σκόνης στο διαστρικό τους ταξίδι, είναι αρκετή).

 

Σε έρευνα που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό “Nature Photonics” στις 30/1, ερευνητές από το CalTech, αναλύουν μια μέθοδο μέτρησης της δύναμης που ασκείται από επίγεια laser στις υπέρλεπτες μεμβράνες/ιστία που θα έχουν αυτές οι μικροσκοπικές συσκευές. Το πάχος των ιστίων που δοκιμάστηκε στο εργαστήριο, ήταν 50 nm (50 δισεκατομμυριοστά του μέτρου) ενώ η επιφάνειά τους 1600 τετραγωνικά μικρόμετρα. Οι δοκιμές αυτές γίνονται για να κατανοηθεί η αντίδραση των ιστίων στην πίεση ακτινοβολίας που ασκείται από το laser, ενώ θα πρέπει να αντιμετωπιστούν και διάφορες προκλήσεις όπως η διατήρηση του σχήματός τους αλλά και η διατήρηση της πορείας τους προς τον επιθυμητό προορισμό. Για αυτούς τους λόγους, η ερευνητική ομάδα προσανατολίζεται στη χρήση εξελιγμένων νανοϋλικών και μεταϋλικών ώστε η κάθε συσκευή, τελικά, να μπορεί να διορθώνει μόνη της την πορεία της αλλά και τις (επιδιορθώσιμες) βλάβες που μπορεί να συμβούν στο ιστίο κατά τη διαδρομή της.

 

Δημοσιευμένη Έρευνα: https://www.nature.com/articles/s41566-024-01605-w

 

Φωτογραφία από ένα παρόμοιο εγχείρημα (LightSail): https://commons.wikimedia.org/wiki/File:LightSail_2.jpg

 

Περισσότερα για τα μεταϋλικά, τη νανοτεχνολογία, την τεχνολογία υλικών αλλά και για το “Breakthrough Starshot” όπως και για πολλά άλλα εγχειρήματα στα πλαίσια της μεσοπρόθεσμης και μακροπρόθεσμης διαστημικής εξερεύνησης, με σχήματα και λεπτομέρειες, θα βρείτε τόσο στον τόμο ΙΙ όσο και στον συναρπαστικότερο τόμο της τριλογίας «Τα φυσικά φαινόμενα», τον τόμο ΙΙΙ (εκδόσεις «Οσελότος»), τους οποίους μπορείτε να αποκτήσετε και από τη σελίδα μας με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής, με ένα μήνυμα! Ρωτήστε μας!

 

 

Βιο-εμπνευσμένες νανομηχανές προς τα γειτονικά μας άστρα

Από τους πιο οικονομικούς και με σχετικά μεγαλύτερες πιθανότητες επιτυχίας, τρόπους που έχουν προταθεί για τη μη-επανδρωμένη εξερεύνηση εξωπλανητών σε «γειτονικά» πλανητικά συστήματα (όπως π.χ. το Άλφα του Κενταύρου που απέχει 4.2 έτη φωτός από εμάς), είναι η αποστολή πολυάριθμων διαστημικών συσκευών πολύ μικρού μεγέθους και βάρους της τάξης των νανογραμμαρίων ή λιγότερο. Θα μπορούσαμε να στείλουμε τρισεκατομμύρια τέτοιες νανοσυσκευές με σχεδόν μηδενικό κόστος εξόδου από το βαρυτικό πεδίο της Γης (ή περίπου όσο θα κόστιζε η εκτόξευση ενός δορυφόρου βάρους μόλις 1 g).

 

Το πολύ μικρό βάρος αυτών των συσκευών επιτρέπει τη, θεωρητική, επιτάχυνσή τους σε τελικές ταχύτητες που είναι σημαντικό ποσοστό της ταχύτητας του φωτός (π.χ. στο εγχείρημα “Breakthrough Starshot”, η τελική ταχύτητα είναι 20% αυτής του φωτός για κάθε νανοσυσκευή, η οποία μάλιστα, σύμφωνα με τους ερευνητές του εγχειρήματος, ιδανικά μπορεί να ξεπεράσει και το 50% σε επόμενες εκδόσεις, χρησιμοποιώντας ακτινοβόληση από ισχυρά επίγεια laser για μερικά λεπτά, προς το ιστίο που θα διαθέτουν). Το μεγάλο πλήθος αυτών των συσκευών, αυξάνει την πιθανότητα να τα καταφέρει έστω και ένα μικρό ποσοστό αυτών, μέχρι τον εξωπλανήτη του πλανητικού συστήματος που μας ενδιαφέρει, θεωρώντας ότι πολλές άλλες θα καταστραφούν στην πορεία από διάφορες αιτίες (ακόμη και πρόσκρουση με μικροσκοπικούς κόκκους σκόνης στο διαστρικό τους ταξίδι, είναι αρκετή).

 

Τον Δεκέμβριο του 2022, σε δημοσίευση στο επιστημονικό περιοδικό “Astrobiology”, ένας γενετιστής από το Harvard, ο George Church, παρουσιάζει και την εκδοχή των βιο-εμπνευσμένων νανομηχανών (εμπνευσμένων από βιολογικές διεργασίες). Το επιπλέον χαρακτηριστικό τους, πέρα από τις διαφορές που έχουν σε σχέση με την πρόταση του “Breakthrough Starshot”, είναι ότι θα μπορούν να είναι γενετικά τροποποιημένες ώστε να ακτινοβολούν σε συγκεκριμένες συχνότητες. Μια τέτοια συσκευή θα μπορούσε να χρησιμοποιεί βιοφωταύγεια, φθορισμό ή να έχει πολύ μεγάλη ανακλαστικότητα όπως επίσης και να είναι προγραμματισμένη να αντιδρά με συγκεκριμένους τρόπους σε συγκεκριμένα περιβάλλοντα ή ερεθίσματα. Φτάνοντας στον εξωπλανήτη προορισμού, θα μπορούσε να αναπαραχθεί σε αρκετά αντίγραφα, ώστε το συνδυασμένο σήμα από όλη την ομάδα να μπορεί να ανιχνευτεί από τη Γη. Θα αποτελούσε μία βιο-εμπνευσμένη συσκευή von Neumann.

 

Δημοσιευμένη Έρευνα: https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2022.0008

 

Περισσότερα για το “Breakthrough Starshot”, τις συσκευές von Neumann, και άλλα αντίστοιχα εγχειρήματα στα πλαίσια της μεσοπρόθεσμης και μακροπρόθεσμης διαστημικής εξερεύνησης, με σχήματα και λεπτομέρειες, στον συναρπαστικότερο τόμο της τριλογίας «Τα φυσικά φαινόμενα», τον τόμο ΙΙΙ, τον οποίο μπορείτε να αποκτήσετε από τη σελίδα μας με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής, με ένα μήνυμα! Ρωτήστε μας!