Ljudska težnja za istraživanjem svemira sve češće potiče razvoj alternativnih načina pogona. Uz klasične rakete, putovanje do najbližeg zvjezdanog sustava Alfa Centaura trajalo bi tisućama godina. Zbog toga znanstvenici istražuju svjetlost kao potencijalno brži i održiviji način kretanja kroz svemir.

Tim istraživača sa Sveučilišta A&M u Teksasu demonstrirao je korištenje laserskih zraka za podizanje i upravljanje mikroskopskim uređajima bez fizičkog kontakta. Rezultati su objavljeni u časopisu Newton i sugeriraju da bi ovakav pristup mogao postati metoda pogona za buduće svemirske misije.

Pogon svjetlošću nije nova ideja

Koncept korištenja svjetlosti za kretanje objekata već je poznat. Fotoni, čestice svjetlosti, nose impuls koji se može prenijeti na površinu objekta i proizvesti mali potisak. Ova ideja već je primijenjena kod solarnih jedara, koja koriste sunčevu svjetlost za pogon svemirskih letjelica.

Novo istraživanje ide korak dalje, koristeći lasere kao izvor precizno kontrolirane energije. Umjesto oslanjanja na prirodnu sunčevu svjetlost, fokusirani laserski snop može generirati jači i usmjereniji potisak.

Metamlaznjaci: mikroskopski uređaji koji reagiraju na svjetlost

Znanstvenici su razvili mikronske strukture nazvane 'metajet' ili metamlaznjak - ultratanke materijale manje od širine ljudske vlasi. Površina tih uređaja sadrži sitne uzorke koji djeluju poput leće, omogućujući kontrolu ponašanja svjetlosti pri refleksiji.

Zahvaljujući toj strukturi, istraživači su uspjeli precizno upravljati prijenosom impulsa s laserske zrake, što je omogućilo kretanje metajeta u sve tri dimenzije. Upravo ta potpuna 3D kontrola razlikuje ovaj eksperiment od ranijih pokušaja i predstavlja važan tehnološki napredak.

Eksperiment i potencijal skaliranja

Eksperiment je proveden u tekućem okruženju kako bi se smanjio utjecaj gravitacije i lakše pratilo kretanje uređaja. Iako su korišteni objekti izuzetno mali, istraživači vjeruju da bi se princip mogao primijeniti i na veće sustave, pod uvjetom da postoji dovoljno snažan izvor svjetlosti, piše Gizmodo.

Za razliku od drugih metoda koje kontroliraju objekt oblikovanjem same svjetlosti, ovaj pristup ugrađuje kontrolu u materijal. Time se omogućuje fleksibilnije generiranje sile, pri čemu učinkovitost ovisi više o snazi svjetlosti nego o veličini objekta.

Prema zvijezdama u desetljećima, a ne tisućljećima

Istraživači procjenjuju da bi se uz dovoljno razvijenu tehnologiju ovakav sustav mogao koristiti za misiju do Alfa Centaura, s potencijalnim trajanjem putovanja od oko 20 godina. To je dramatično kraće od procjena za konvencionalne pogonske sustave.

Sljedeći korak uključuje testiranje u uvjetima mikrogravitacije kako bi se bolje razumjelo ponašanje metajeta u svemiru.

Slična istraživanja provodi i ESA koja je nedavno demonstrirala pogon grafenskih aerogela pomoću laserske zrake. Oba pristupa ukazuju na mogućnost razvoja svemirskih letjelica koje ne zahtijevaju tradicionalno gorivo, što bi dugoročno moglo značajno promijeniti način istraživanja dubokog svemira.