L'expérience Lightsail de Caltech rapproche le voyage interstellaire de la réalité

Une équipe de chercheurs du California Institute of Technology a conçu un moyen de mesurer les membranes minces d'un Lightail, aidant à prouver un concept de voyage futuriste imaginé par Johannes Kepler il y a plus de 400 ans.

Les recherches de l'équipe, publiées ce mois-ci dans Photonique de la naturedécrit une valeur lumineuse miniature en laboratoire. Les chercheurs ont mesuré la pression de rayonnement sur la voile à partir d'un faisceau laser, révélant comment le matériau a réagi au faisceau laser. En fin de compte, ces résultats aideront à développer des silers lumineux prêts pour l'espace – l'un des véhicules les plus prometteurs pour les voyages interstellaires, car ils s'appuient sur une source d'énergie essentiellement illimitée: la lumière.

«Il existe de nombreux défis impliqués dans le développement d'une membrane qui pourrait finalement être utilisé comme Lightail. Il doit résister à la chaleur, maintenir sa forme sous pression et monter de manière stable le long de l'axe d'un faisceau laser », a déclaré Harry Atwater, physicien de Caltech et auteur correspondant du papier, dans une version de Caltech.

« Nous voulions savoir si nous pouvions déterminer la force exercée sur une membrane simplement en mesurant ses mouvements », a ajouté Atwater. «Il s'avère que nous pouvons.»

Dans l'étude, l'équipe a interrogé une taille de lumière miniature – juste 40 microns de 40 microns dans la zone – faite de nitrure de silicium. L'équipe a rayonné un laser d'argon aux longueurs d'onde visibles à la voile attachée pour voir comment elle a vacillé et réagi à la chaleur générée par le laser. L'équipe a mesuré les mouvements de la voile sur une échelle de picomètre – à des milliards de milliards de mètres (3,4 pieds).

« Nous avons non seulement évité les effets de chauffage indésirables, mais nous avons également utilisé ce que nous avons appris sur le comportement de l'appareil pour créer une nouvelle façon de mesurer la force de Light », a déclaré le co-auteur Lior Michaeli, physicien de Caltech, dans le communiqué.

L'équipe a signalé des mesures des mouvements latéraux et de la rotation dans le Lightail, une capacité importante pour quand un tel appareil propulse un véhicule dans l'espace. L'espace peut être un vide, mais il a beaucoup de choses qui flottent, des micrométéoroïdes aux rafales de vent solaire. Ces phénomènes externes peuvent avoir un impact sur les performances d'un Lightail et potentiellement compromettre une mission.

LightSails pourrait être l'avenir du vol spatial. L'année dernière, Gizmodo a attribué à Lightail 2 de la Planetary Society à la foire des sciences de Gizmodo pour le test de l'expérience de la faisabilité des photons comme moyen de propulsion satellite. La voile de 344 pieds carrés (32 mètres carrés) a propulsé un petit vaisseau spatial sur ce qui était finalement un voyage de 5 millions de milles (8 millions de kilomètres) comprenant 18 000 orbites.

En 2016, les initiatives de percée du groupe ont proposé une flotte de vaisseaux spatiaux à prix lumineux qui pourraient être accélérés à 20% de la vitesse de la lumière, très rapidement. À de telles vitesses, le vaisseau spatial pourrait atteindre Alpha Centauri, l'étoile la plus proche de la Terre en plus du soleil, en quelques décennies. En conséquence, l'avènement des vaisseaux spatiaux propulsés par LightSail pourrait faire des années-lumière de distance un obstacle moins insurmontable pour les voyages dans l'espace.

Bien que la récente expérience ait été dans un laboratoire, elle fournit quelques petites et importantes vers une voile légère fonctionnelle qui pourrait alimenter de longs voyages dans l'espace.