Ulduzlara kiçik kosmik gəmilər göndərmək üçün potensial bir addım olaraq, tədqiqatçılar lazer işığı sütununu inanılmaz sürətlə sürmək üçün nəzərdə tutulmuş ultra nazik, ultra əks etdirən membran hazırladılar.

1977-ci ildə buraxılışından bəri NASA-nın Voyager 1 kosmik gəmisi kosmosun dərinliyinə 15 milyard mildən çox məsafə qət edib. Bu uzun bir yoldur, lakin bu, günəşə ən yaxın ulduz olan Alpha Centauri-yə olan məsafənin 1%-i belə deyil. İnsanlar ulduzlara gəmi göndərmək niyyətindədirlərsə, kosmos səyahətləri daha sürətli getməli olacaq.

Bu cür sürətə çatmağın perspektivli yollarından biri də küləyin yelkənli qayığı itələdiyi kimi işıqla itələnə bilən nazik, əks etdirən bir membran olan işıq yelkənidir . İşıq yelkənləri mövcud hərəkət sistemlərindən istifadə etməklə yaxınlıqdakı ulduzlara uçuş müddətini bir neçə min ildən bəlkə də on və ya iki ilə qədər azaltmaq potensialına malikdir.

İndi Hollandiyanın Braun Universiteti və Delft Texnologiya Universitetindən (TU Delft) tədqiqatçılar qrupu işıq yelkənləri üçün ultra nazik, ultra əks etdirən membranların layihələndirilməsi və istehsalının yeni üsulunu işləyib hazırlayıblar.

Nature Communications -da nəşr olunan bir araşdırmada tədqiqatçılar 60 millimetr (təxminən 2,4 düym) eni və 60 millimetr uzunluğunda, lakin qalınlığı cəmi 200 nanometr olan işıq yelkənli membranı təsvir edirlər – insan saçının kiçik bir hissəsi.

Səth milyardlarla nanoölçülü dəliklərlə mürəkkəb naxışlarla işlənmişdir ki, bu da materialın çəkisini azaltmağa və əks etdirmə qabiliyyətini artırmağa kömək edir və ona daha çox sürətlənmə potensialı verir.

DelTU-nun dosenti Riçard Norte ilə birgə tədqiqata rəhbərlik edən Braun Mühəndislik Məktəbinin dosenti Miguel Bessa, “Bu iş Brown Universitetinin nəzəriyyəçiləri ilə TU Delft-dəki eksperimentalistlərin birgə səyi idi və bu günə qədər qeydə alınmış ən böyük aspekt nisbəti ilə yüksək əks etdirən işıq yelkənini dizayn, istehsal və sınaqdan keçirməyə imkan verdi”.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=2793866484&adk=675901022&adf=746485419&pi=t.ma~as.2793866484&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1743417669&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-03-fabrication-method-lightsails-interstellar.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC4xNzgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzQuMC42OTk4LjE3OCJdLFsiTm90OkEtQnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNC4wLjY5OTguMTc4Il1dLDBd&dt=1743417650755&bpp=1&bdt=86&idt=198&shv=r20250327&mjsv=m202503250101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D594147a00c618f4c%3AT%3D1735548631%3ART%3D1743417526%3AS%3DALNI_MYbuCvlfveSCnpeUIQKyQ2DBT11fQ&gpic=UID%3D00000f84124e2904%3AT%3D1735548631%3ART%3D1743417526%3AS%3DALNI_Maf8g334ShSARz9IhljaNTJv-vUzg&eo_id_str=ID%3D639b28d7655b7aa4%3AT%3D1735548631%3ART%3D1743417526%3AS%3DAA-Afjakj_-HiAALGKSfOxRJbP3s&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=3836283648810&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1789&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31091180%2C42531705%2C95356498%2C95356505%2C95355301%2C95356787%2C95356927&oid=2&pvsid=662646325779720&tmod=1924908644&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=18978

“Riçardın komandasının eksperimental nailiyyəti sübut edir ki, onların istehsal prosesi ulduzlararası səyahət üçün lazım olan ölçülərə uyğun miqyaslana bilir və sərfəli şəkildə həyata keçirilə bilər. Eyni zamanda, mənim komandam belə maraqlı və çətin mühəndislik probleminin həllində maşın öyrənməsinin rəhbər tutduğu ən son optimallaşdırma metodumuzun mühüm rolunu görməkdən çox həvəslənir.”

Tədqiqat sahibkar Yuri Milner və mərhum fizik Stiven Hokinqin əsasını qoyduğu “Starshot Breakthrough Initiative” kimi məqsədlərin reallaşdırılması istiqamətində mühüm addımdır.

Məqsəd mikroçip ölçülü kosmik gəmiləri daşıyan yüzlərlə metr miqyaslı işıq yelkənlərini gücləndirmək üçün yer əsaslı lazerlərdən istifadə etməkdir. Tədqiqatçıların fikrincə, bu yeni işıq yelkən dizaynı kifayət qədər asanlıqla və idarə olunan qiymət etiketi ilə metr miqyasına qədər genişləndirilə bilər.

Dizaynları üçün komanda yüngül yelkən dizaynı üçün çox uyğun olan yüngül və yüksək güclü material olan bir qatlı silikon nitriddən istifadə etdi. Tədqiqatçılar daha sonra çəkisini minimuma endirməklə yanaşı, əks etdirmə qabiliyyətini artırmaq üçün çalışdılar.

Səthin əks etdirmə qabiliyyəti yelkənin arxasında nə qədər işıq təzyiqinin yarandığını, bu da öz növbəsində onun nə qədər sürətlə sürətlənə biləcəyini müəyyənləşdirir. Eyni zamanda, daha yüngül material sürətləndirmək üçün daha az qüvvə tələb edir, buna görə də daha az kütlə daha çox sürətə bərabərdir.

Optimallaşdırma prosesi nanoölçülü dəliklərin dizaynını nəzərdə tuturdu – onlardan milyardlarla materialın səthində diametri işığın dalğa uzunluğundan kiçikdir. Bessa komandası, o cümlədən Brown Ph.D. tələbə Shunyu Yin, əks etdirmə qabiliyyətini artırmaq və çəki azaltmaq üçün deşiklərin formasını və yerləşdirilməsini optimallaşdırmaq üçün inkişaf etdirdikləri yeni süni intellekt metodundan istifadə etdi.

Optimallaşdırılmış dizayna sahib olduqdan sonra, TU Delft-də Nortenin başçılıq etdiyi bir qrup onu laboratoriyada hazırlamağa başladı.

“Biz qaz əsaslı yeni etç hazırlamışıq ki, bu bizə yelkənlərin altındakı materialı zərif şəkildə çıxarmağa, yalnız yelkəni buraxmağa imkan verir”, – Norte bildirib. “Yelkənlər qırılırsa, bu, çox güman ki, istehsal zamanıdır. Yelkənlər asıldıqdan sonra, onlar əslində kifayət qədər möhkəm olurlar. Bu texnikalar TU Delft-də unikal şəkildə işlənib hazırlanmışdır.”

Tədqiqatçıların fikrincə, bu dizaynı ənənəvi üsullarla hazırlamaq bahalı və 15 il çəkəcəkdi. Lakin Norte-nin texnikalarından istifadə edərək, istehsal təxminən bir gün çəkdi və minlərlə dəfə ucuzdur.

Nəticə, tədqiqatçıların fikrincə, bu günə qədər hər hansı bir işıq yelkəni dizaynının ən yüksək aspekt nisbətinə – santimetr miqyaslı uzunluğa, lakin nanoölçülü qalınlığa malik olduğuna inanırlar. Tədqiqatçılar ümid edirlər ki, onların metodları təkcə insanlara ulduzlara çatmağa kömək etməyəcək, həm də nanoölçülü mühəndisliyin sərhədlərini aşacaq.

“Burada istifadə etdiyimiz yeni maşın öyrənmə və optimallaşdırma üsulları çox ümumidir” dedi Bessa. “Biz onlardan müxtəlif məqsədlər üçün çoxlu müxtəlif şeylər yaratmaq üçün istifadə edə bilərdik. Bu, həqiqətən başlanğıcdır. İndiyə qədər həll olunmayan mühəndislik problemlərini həll etmək ərəfəsində ola bilərdik.”

Daha çox məlumat: Lucas Norder və digərləri, Pentaqonal fotonik kristal güzgülər: sinir topologiyasının optimallaşdırılması vasitəsilə gücləndirilmiş sürətləndirilməsi ilə ölçülə bilən işıq yelkənləri, Təbiət Əlaqələri (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-57749-y

Jurnal məlumatı: Nature Communications Brown Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir