O grafeno pode se tornar a base para as velas solares de naves interplanetárias e interestelares. O motor convencional de tais embarcações será o sol ou plataformas orbitais a laser. Isso libertará o navio da necessidade de transportar uma enorme oferta de combustível e motores potentes. A idéia é tão tentadora que os experimentos nessa direção não param.
Um novo protótipo de uma vela solar foi desenvolvido por uma equipe de pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Delft e da startup estoniana Scale Nanotech. Um protótipo de vela do tamanho de uma moeda pequena foi testado sob condições de microgravidade na torre ZARM de 146 metros da Universidade de Bremen. Durante uma queda em um tubo de torre em um contêiner com equipamento de teste por vários segundos, ocorre a ausência de peso. Isso torna possível a realização de experimentos em que a ausência de um forte componente gravitacional é importante.
Durante a gravidade zero artificial, um laser de 1 W foi capaz de transmitir uma aceleração de 1 m / s2 à “moeda” do grafeno. Os fótons de um raio laser atingiram a superfície do protótipo de vela de grafeno e a dispersaram com sucesso. Um artigo sobre o experimento foi publicado na Acta Astronautica. O estudo em si foi apoiado pela Agência Espacial Europeia.
O desenvolvimento de uma vela solar para vôos espaciais vem ocorrendo há vários anos. Em 2010, o Japão lançou a espaçonave experimental IKAROS com uma vela de 196 m2. No ano passado, a organização sem fins lucrativos americana Planetary Society lançou um satélite LightSail 2 com uma vela solar na órbita da Terra na terceira tentativa.
O novo empreendimento, diferentemente dos anteriores, conta com o grafeno como principal material da vela. Mais precisamente, os cientistas propuseram um material de duas camadas. Uma camada da vela é a mais fina espessura “atômica”, o filme 2D também é perfurado para reduzir o peso, e a segunda camada é uma camada de grafeno, que cobre todos os orifícios do filme base. A vela é sólida, leve e durável. Uma camada reflexiva trabalha toda a sua superfície.
Segundo os cientistas, a vela solar em grafeno proposta pode muito bem se tornar a base do projeto Breakthrough Starshot para enviar um navio interestelar a Alpha Centauri. Com base no cálculo de 14 m2 de vela por quatro gramas de carga útil, o dispositivo poderia alcançar outro sistema estelar em 30 anos a uma velocidade de 15% da velocidade da luz com um laser de 8,5 GW.
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