С двигателем из графена к звёздам?

Публикуется в разделе "К звездам"

29.05.2015. Графен. К списку удивительных свойств этого материала недавно добавилось еще одно. Эти пластинки углерода толщиной всего в один атом, похоже, могут превращать свет в движение, что может стать основой космического двигателя без топлива. Препринт статьи об исследовании выложен на arXiv.org.

Графен был открыт случайно исследователями, играющими с карандашами и клейкой лентой. Его плоская структура очень прочна и обладает чрезвычайно хорошей электро- и теплопроводностью. Юньшэнь Чэнь из Нанькайского университета в Тяньцзине и его коллеги изучали, сохраняются ли некоторые из этих свойств в более толстых объемах углерода. Ранее в этом году они опубликовали статью о "графеновой губке", мягком материале, представляющего собой сложенные друг на друга мятые пластинки окиси графена.

Исследователи заметили, что при резке графеновой губки лазером, губка начинала двигаться. Это показалось ученым странным, поскольку губка имела несколько сантиметров в поперечнике, и давления лазерного луча явно было недостаточно для приведения ее в движение.

С двигателем из графена к звёздам?

Ученые поместили куски графеновой губки в вакуум и облучали их лазерными лучами различных длин волн и интенсивности. Исследователям при этом удалось переместить части графеновой губки на 40 сантиметров. Более того, аналогичного эффекта они добились, фокусируя на губке обычный солнечный свет с помощью линз.

Но каким образом происходит это движение? Самое простое объяснение: материал действует как солнечный парус. Фотоны передают импульс объекту, и световое давление приводит объект в движение. В космическом вакууме этот крошечный эффект может приводить в движение космический корабль. Кстати, на прошлой неделе Планетарное Общество в Пасадене начала проверку технологии солнечного паруса.

Однако в случае с графеновой губкой не так все просто. По наблюдениям исследователей, на материал действовала более значительная сила, чем та, которая могла бы возникать от одних лишь фотонов. Исследователи также исключают эффект абляции, когда луч лазера испаряет материал, и вылетающие при этом молекулы создают реактивную тягу.

Исследователи полагают, что графен поглощает энергию лазерного луча и испускает электроны, которые и создают тягу, заставляющую материал двигаться. Хотя и непонятно, почему электроны вылетают не в случайных направлениях, исследователям удалось подтвердить циркуляцию электрического тока в материале, что в какой-то мере может быть подтверждением гипотезы исследователей.

По мнению авторов исследования, материал из графеновой губки можно было бы использовать в качестве двигателя на космических аппаратах.

"Хотя получаемый импульс при этом  меньше, чем от обычных химических ракет, но уже на несколько порядков больше, чем просто от светового давления",– пишут авторы.

"Самая лучшая ракета – это та, которой не нужно никакого топлива",– говорит Пауло Лозано из Массачусетского технологического института.

Пауло считает, что использование графена в двигателе космического корабля является интересной идеей, однако при испускании электронов графен получает положительный заряд, который потребует нейтрализации.

Источник: New Scientist
Хотите что-то добавить или возразить? Вы можете оставлять свои комментарии прямо здесь или вступить в наши группы ВКонтакте или в Facebook и участвовать в обсуждениях