Материал, из которого изготавливают световые паруса, должен соответствовать очень строгим параметрам: быть чрезвычайно легким, не плавиться под действием энергии, гнуться, но не ломаться под давлением. Инженеры по всему миру работают над материалами, которые, по их мнению, будут соответствовать этим требованиям. В новой статье исследователи из Пенсильванского университета описали результаты испытаний такого материала, сообщает Universe Today.

Он трехслойный, «сердцевина» изготовлена из дисульфида молибдена, обладающего высокой отражательной способностью. Для изготовления больших листов этого материала исследователи разработали двухэтапный процесс: сначала молибден напыляют непосредственно на подложку, затем его «сульфидируют», помещая в камеру химического осаждения из газовой фазы при высокой температуре и впуская сероводород, который при повышенной температуре 750°C вступает с молибденом в реакцию, образуя дисульфид молибдена.

С обеих сторон молибденового сердечника расположен слой оксида алюминия, известного своей термоэмиссионной способностью. Он предназначен для того, чтобы лазерный луч проходил напрямую к молибдену, который затем отражает его обратно. Однако оксид алюминия также обладает высокой излучающей способностью в инфракрасном диапазоне. Другими словами, он отводит тепло, возникающее от лазерного луча, охлаждая парус.

Еще одна конструктивная особенность — форма самого паруса. Он имеет гофрированную шестиугольную структуру. Это позволяет конструкции изгибаться в заданных точках, не создавая при этом чрезмерной нагрузки на материал, что могло бы его разрушить.

В испытаниях новый материал продемонстрировал значительно более высокие результаты, чем любой из ранее предложенных вариантов, по крайней мере, по двум важным показателям. Во-первых, он отражал 50% направленного на него лазерного света, поглощая при этом лишь около 4% энергии, передаваемой лазером. Во-вторых, гофрированная конструкция обеспечивала большую гибкость.

К сожалению, такая конструкции также увеличивает общий вес паруса. Плотность этого материала составила около 0,7 г/м² по сравнению с 0,5 г/м² у гладкой конструкции, а целевой показатель парусника Breakthrough Starshot — 0,1 г/м².

Тем не менее, команда сделала большой шаг к разработке полнофункционального светового паруса, который однажды поможет отправить зонд к соседней звездной системе.

По мнению ученых, аэрографитовые солнечные паруса имеют большой потенциал для путешествий к Марсу и дальним звездам. Они подсчитали, что такая технология способна значительно сократить время полета и расход топлива — до Марса можно будет добраться за 26 дней.