Innovativo sistema di vele solari scalabili
Un team di ricercatori della TU Delft e della Brown University ha sviluppato un sistema di vele solari scalabili, caratterizzate da riflettori ultra-sottili. Queste vele sfruttano la pressione della radiazione laser per consentire viaggi spaziali ad alta velocità. Questo approccio pionieristico nel campo della nanotecnologia è progettato con uno spessore estremamente ridotto, pari a un millesimo di quello di un capello umano, mantenendo dimensioni paragonabili a quelle di ampie superfici. Le vele solari rappresentano una svolta significativa nel modo in cui concepiamo i viaggi spaziali, aprendo la strada a nuove possibilità per l’esplorazione dell’universo.
Prototipo e caratteristiche delle vele solari
Il prototipo attuale ha uno spessore di soli 200 nanometri e una forma quadrata di 60 millimetri per lato, con miliardi di piccole aperture. Se realizzata in scala, questa vela solare potrebbe raggiungere dimensioni straordinarie, equivalenti a sette campi da calcio, mantenendo però uno spessore di appena un millimetro. Richard Norte, professore associato alla TU Delft, ha sottolineato che questo progetto rappresenta un cambiamento radicale nel modo di concepire la nanotecnologia. “Stiamo creando dispositivi con un alto rapporto di aspetto, più sottili di qualsiasi cosa sia stata progettata in precedenza, ma che si estendono su dimensioni simili a quelle di strutture massicce”, ha dichiarato Norte. Questo sviluppo potrebbe rivoluzionare il settore della propulsione spaziale.
Capacità e tecniche di produzione delle vele solari
La peculiarità di queste vele solari risiede nella loro capacità di combinare grandezza e precisione a livello nanometrico, rendendole sia leggere che altamente riflettenti. Per ottimizzare il design strutturale delle vele, i ricercatori hanno impiegato una tecnica di ottimizzazione topologica neurale. Inoltre, è stato sviluppato un innovativo processo di incisione a base di gas, che consente di rimuovere selettivamente il materiale sottostante alla struttura della vela, lasciando inalterata solo la membrana ultra-sottile desiderata. “Abbiamo creato un metodo di incisione che ci permette di rimuovere delicatamente il materiale sotto le vele, mantenendo intatta la vela stessa”, ha spiegato Norte. Sebbene ci sia il rischio che le vele possano rompersi durante la produzione, una volta sospese, si dimostrano sorprendentemente robuste. Queste tecniche sono state sviluppate in modo esclusivo presso la TU Delft, rappresentando un passo avanti significativo nella nanotecnologia.
Potenziale delle vele solari per i viaggi spaziali
Le nuove vele solari sono progettate per sfruttare la potenza della pressione della radiazione laser, permettendo di raggiungere velocità straordinarie. Questo metodo di propulsione ha il potenziale di rendere i viaggi spaziali significativamente più rapidi rispetto ai tradizionali razzi chimici. I ricercatori hanno ipotizzato che sonde equipaggiate con queste vele solari potrebbero, in linea teorica, raggiungere Marte in un tempo comparabile a quello necessario per la consegna della posta internazionale. Inoltre, mentre la tecnologia attuale dei razzi impiega circa 10.000 anni per raggiungere la stella più vicina, l’uso delle vele solari potrebbe ridurre drasticamente questo intervallo temporale a soli 20 anni. Questo rappresenta una vera e propria rivoluzione nel campo dell’esplorazione spaziale.
Prospettive future e applicazioni della tecnologia delle vele solari
Sebbene i viaggi interstellari con le vele solari rappresentino un obiettivo futuro, la ricerca attuale dimostra che queste possono essere accelerate su distanze picometriche. Il team di Norte sta ora conducendo esperimenti per dimostrare il movimento su distanze centimetriche contro la gravità terrestre. “Potrebbe sembrare poco, ma questo sarebbe 10 miliardi di volte più lontano di qualsiasi cosa sia stata spinta con i laser fino ad oggi”, ha aggiunto Norte. Inoltre, la tecnologia delle vele solari potrebbe aprire nuove opportunità per esperimenti nel campo della fisica. Ad esempio, potrebbe essere utilizzata per studiare le interazioni tra luce e materia e per esplorare la fisica relativistica in modi precedentemente inaccessibili. “In un certo senso, credo che possa essere altrettanto emozionante delle missioni oltre il sistema solare”, ha concluso Norte. I risultati di questo studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nature Communications e ulteriori dettagli sono disponibili nella comunicazione stampa.
