Випробуваний прототип сонячного вітрила з графена

Графен може стати основою для сонячних вітрил міжпланетних і міжзоряних кораблів. Умовним двигуном таких судів стане сонце або орбітальні лазерні платформи. Це звільнить корабель від необхідності нести величезний запас палива і найпотужніші двигуни. Ідея настільки приваблива, що досліди в даному напрямку не припиняються.

Новий прототип сонячного вітрила розробила група дослідників з Делфтського технічного університету (Delft University of Technology) і естонського стартапу Scale Nanotech. Прототип вітрила розміром з невелику монету був випробуваний в умовах мікрогравітації в 146-метровій вежі ZARM Бременського університету. Під час падіння в трубі вежі в контейнері з випробувальним обладнанням на кілька секунд виникає невагомість. Це дає можливість проводити експерименти, в яких важлива відсутність сильної гравітаційної складової.

Під час штучної невагомості лазер потужністю 1 Вт зміг надати графеновой «монеті» прискорення 1 м/с2. Фотони в лазерному промені вдаряли в поверхню прототипу графенового вітрила і успішно розганяли його. Стаття про експеримент була опублікована а журналі Acta Astronautica. Саме дослідження проводилося за підтримки Європейського космічного агентства.

Розробка сонячного вітрила для космічних польотів ведеться не перший рік. У 2010 році Японія запустила експериментальний космічний корабель IKAROS з вітрилом площею 196 м2. У минулому році американська некомерційна організація «Планетарне товариство» з третьої спроби запустило на орбіту Землі супутник LightSail 2 з сонячним вітрилом.Нова розробка, на відміну від колишніх, спирається на графен як основний матеріал вітрила. Точніше, вчені запропонували двошаровий матеріал. Один шар вітрила — це найтонша, «атомарної» товщини, 2D-плівка, до того ж для зниження ваги перфорована, а другий шар — це шар графена, який перекриває всі отвори в базовій плівці. Парус виходить суцільним, легким і міцним. Шаром працює вся його поверхня.

За підрахунками вчених, запропонований графеновий сонячне вітрило цілком може стати основою проекту Breakthrough Starshot для відправки міжзоряного парусного корабля до Альфі Центавра. З розрахунку 14 м2 вітрила на чотири грами корисного навантаження апарат міг би досягти іншої зоряної системи за 30 років на швидкості 15% від швидкості світла за допомогою лазера потужністю 8,5 ГВт.