Le vele luminose hanno incontrato un altro ostacolo sulla strada per i viaggi interstellari.

      L'idea di viaggio interstellare più cool potrebbe essere tradita dalla luce che la spinge

      Quando le sue vele solari sono spiegate, LightSail potrebbe essere visibile agli osservatori a terra.

      Josh Spradling / The Planetary Society

      Le vele solari alimentate da laser sono una delle risposte più affascinanti al volo spaziale. Potrebbe non suonare così fantascientifico come un motore a curvatura, ma ora, la sua praticità è stata messa in discussione. Utilizzando le vele solari, un veicolo spaziale potrebbe spiegare una vela riflettente ultra-sottile e lasciare che un potente laser lo spinga verso un'altra stella, senza fare affidamento sul carburante.

      La tecnologia era semplice ed elegante, tranne per il fatto che è anche più complicata di quanto sembri. Un nuovo preprint dei ricercatori Chao Shen e Jiaze Li dell'Istituto di Tecnologia di Harbin suggerisce che le vele solari relativistiche potrebbero incontrare un problema di propulsione nascosto una volta che iniziano a muoversi a velocità estremamente elevate.

      Le vele solari diffrattive, raffigurate in questa illustrazione concettuale, potrebbero abilitare missioni verso luoghi difficili da raggiungere, come le orbite sopra i poli del Sole. NASA

      Come la luce stessa diventa il problema

      Il documento suddivide la propulsione delle vele solari in tre forze guidate dai fotoni, ovvero la luce incidente, la riflessione speculare e la diffusione diffusa. La luce incidente è la spinta diretta dai fotoni in arrivo. La riflessione speculare proviene dai fotoni che rimbalzano pulitamente dalla vela. La diffusione diffusa si verifica quando la luce viene assorbita e riemessa in direzioni meno ordinate. A velocità più basse, tutte e tre possono aiutare a spingere la vela.

      Tuttavia, il problema si presenta quando un veicolo spaziale con vele solari raggiunge velocità relativistiche. Man mano che la vela si allontana dal laser, gli effetti Doppler riducono la frequenza della luce in arrivo. Quindi la spinta da tutti e tre i componenti inizia a diminuire man mano che la vela accelera. La parte strana è ciò che accade avvicinandosi al 75% della velocità della luce. A questo punto, lo studio suggerisce che la diffusione diffusa può passare dall'essere un debole aiuto a una forza di resistenza attiva. La forza netta del laser continua a spingere il veicolo spaziale in avanti, ma c'è una diminuzione dell'efficienza.

      Perché il sogno della vela solare non è ancora morto

      LightSail component breakaway Josh Spradling / The Planetary Society

      Questo non significa che dobbiamo abbandonare il concetto di vela solare. Lo studio è teorico, pubblicato come preprint, e si concentra sulla dinamica radiativa. Non modella ogni altro incubo che gli ingegneri dovrebbero risolvere, inclusi polvere interstellare, resistenza dell'aria, stabilità del fascio o se una vela potrebbe sopravvivere a un potente laser senza deformarsi o fondersi.

      Le vele solari interstellari sono già un insieme di problemi ingegneristici. Comprendere come la luce si comporta a velocità estreme offre ai progettisti di missioni un altro vincolo su cui pianificare. Materiali avanzati e strutture fotoniche potrebbero ancora aiutare. Ma per ora, la nostra era di esplorazione spaziale interstellare ha ancora molti aspetti che necessitano di affinamento.

      Vikhyaat Vivek è un giornalista tecnologico e recensore con sette anni di esperienza nella copertura dell'hardware di consumo, con un focus su…

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