Традиционные химические ракеты достигли предела своих возможностей в исследовании дальнего космоса, где скорость и дальность полетов жестко ограничены массой топлива. В ответ на эту проблему предложена концепция светового паруса, который использует электромагнитное излучение для разгона, минимизируя необходимость в топливе.
Однако прежние проекты, такие как японский IKAROS и американский LightSail 2, сталкивались с перегревом из-за низкой отражательной способности полимерных материалов. Новое исследование группы ученых из Университета Таскиги и Национальной лаборатории Оук-Ридж предлагает использование фотонно-кристаллических световых парусов (PCLS).
Эти паруса состоят из прозрачного полимера и микроскопических цилиндров из германия, формируя структуру, которая обеспечивает высокую отражательную способность для лазерного излучения определенной длины волны. Их дизайн минимизирует поглощение энергии и значительно снижает перегрев.
Прототип демонстрирует малый вес и потенциальную эффективность: при мощном лазере в 100 кВт на площади одного квадратного метра парус может достигать тяги около 6×10⁻⁴ Ньютона, обеспечивая ускорение 0,083 м/с². Такой зонд сможет достичь ближайших планет в пределах нескольких недель, однако технология больше подходит для внутренних исследований Солнечной системы, чем для межзвездных перелетов.
Дальнейшие исследования направятся на расширение возможностей фотонных кристаллов и тестирование новых устойчивых к радиации материалов.