Na navegação, uma das coisas mais difíceis e caras era a produção da vela de um navio. Deve ser leve e durável, o que se aplica totalmente às velas solares para viagens interestelares. Pesquisadores da Holanda e dos EUA conseguiram desenvolver uma tecnologia para produzir uma vela solar leve e mais acessível para viagens interestelares – seu custo promete ser 9.000 vezes menor que seus análogos. O caminho para Alpha Centauri está aberto?
Fonte da imagem: Universidade de Delft
O programa Breakthrough Initiatives, organizado pelos Milners e inspirado por Stephen Hawking, abordou a questão dos voos interestelares em velas solares de forma mais ou menos completa. Supunha-se que sob a pressão da radiação laser, sondas de um grama seriam lançadas em direção a Alpha Centauri com velas de um grama com área de 16 m2. Esta deveria ser uma prova de conceito para viagens interestelares de 20 anos a 20% da velocidade da luz. E se não houver problemas especiais com sondas de 1 grama, então não existem velas com as características exigidas e um preço aceitável como classe.
Desde então, várias equipes científicas têm trabalhado na questão da criação das velas solares mais leves. A NASA até alocou uma doação para um dos desenvolvimentos mais promissores nessa direção. Um grupo internacional de cientistas dos Países Baixos e dos EUA contribuiu recentemente para este programa. O site de pré-impressão científica arXiv.org publicou um artigo sobre um cristal fotônico experimental que poderia formar a base de uma vela leve para viagens interestelares.
A partir do nitreto de silício, os cientistas criaram uma estrutura cristalina (placa) com espessura de apenas 200 nm e lados de 60 × 60 mm. A ideia era, em primeiro lugar, tornar o material o mais leve possível e, em segundo lugar, proporcionar-lhe as condições mais favoráveis para a percepção da leve pressão. Para reduzir o peso, milhões de furos nanométricos foram criados na placa, o que resolveu simultaneamente o segundo problema – eles refrataram a luz que incidia sobre eles da maneira mais otimizada. Na verdade, os cientistas criaram um cristal fotônico em macroescala e comprovaram como criar tais estruturas de um metro e de tamanho maior.
Segundo os pesquisadores, o custo de produção de cada metro quadrado desse material leve para velas seria 9 mil vezes menor do que propostas alternativas. É interessante notar que o padrão de furos que transforma o material em cristal fotônico foi otimizado por meio de uma rede neural (aprendizado de máquina).
«Esta missão requer materiais leves para velas que desafiem os fundamentos da nanotecnologia, exigindo inovações em óptica, ciência de materiais e engenharia estrutural, disse a equipe no artigo. “Esta pesquisa destaca o potencial da otimização da topologia neural para criar projetos de velas leves inovadores e economicamente viáveis, essenciais para a exploração espacial por meio de programas espaciais de próxima geração.”