Ближайшая к Солнцу звездная система, Альфа Центавра, находится на расстоянии более четырех световых лет от Земли. При использовании существующих ракетных двигателей путешествие туда может занять сотни или даже тысячи лет.
Группа американских ученых предложила метод, который потенциально способен сократить это время. В статье, опубликованной в журнале Newton, они описывают использование лазеров для перемещения объектов на расстоянии без физического контакта. По их утверждению, в перспективе лазеры смогут разгонять космические аппараты настолько, что полет к Альфе Центавра займет всего около 20 лет.
В рамках работы ученые создали микроскопические устройства, получившие название «метаджеты». Их размер меньше толщины человеческого волоса. На поверхности этих устройств нанесены сложные узоры — метаповерхности, которые меняют поведение света подобно линзе. При воздействии лазерным лучом метаджеты начинают двигаться, и исследователям впервые удалось контролировать это перемещение в трех измерениях.
Один из авторов исследования сравнивает этот эффект с отскоком мячика для пинг-понга: при отражении света от поверхности объект получает небольшой импульс. В условиях микрогравитации даже такое слабое воздействие, накапливаясь, может обеспечить значительное движение. Ранее похожая идея была продемонстрирована на солнечных парусах, которые движутся под действием солнечного света.
Новизна работы заключается в достижении полной трехмерной маневренности, чего не позволяли традиционные методы оптического управления. Ученые полагают, что их подход можно масштабировать: мощность воздействия зависит от интенсивности лазера, а не от размера объекта. Теоретически это позволяет управлять как микророботами, так и крупными установками, в том числе межзвездными световыми парусами.
При этом авторы признают, что реализация концепции на практике пока под вопросом. Эксперименты проводились в жидкой среде для компенсации гравитации.
Читайте также: «В России создадут спутниковую группировку для прямой связи со смартфонами».