Graphen-Sonnensegel erfolgreich in der Schwerelosigkeit mit Lasern getestet
Die Erforschung des Weltraums wurde Realität, als Voyager 1 2012 die Grenze des Sonnensystems überschritt, um den Weltraum zu erkunden.
Der Apparat brauchte fast 35 Jahre und 121 astronomische Einheiten (18,1 Milliarden km), um dies zu tun.
Wenn die Voyager also auf den nächstgelegenen Stern gerichtet wäre - Alpha Centauri Сb -, würde der Weg des Apparats mit modernen Technologien viele tausend Jahre dauern. Daher ist es notwendig, für zukünftige Flüge grundlegend andere Triebwerke zu verwenden.
Graphen wird bei der Eroberung des Weltraums helfen
Wie die erfolgreichen Experimente von JAXA IKAROS im Jahr 2010 und LightSail 2 im Jahr 2019 gezeigt haben, ist die Verwendung eines Segels als Antriebsvorrichtung für ein Raumschiff eine äußerst vielversprechende Richtung.
Das Hauptproblem bei den vorhandenen Prototypen bestand darin, dass die Wissenschaftler aufgrund der verwendeten Materialien kein wirklich großes und effizientes Sonnensegel herstellen konnten.
Ein leichtes Graphen-Segel mit einem Durchmesser von 3 mm und einer Masse von 0,25 mg „schwimmt“, wenn es von einem 1-W-Laser geführt wird.
Um den schwachen Druck des Lichtstroms effektiv nutzen zu können, muss das Segel einfach gigantisch sein. (von ein paar bis zu mehreren tausend Quadratmetern, je nach Schiff), und gleichzeitig muss seine Masse absolut sein ist minimal.
Als Direktor von SCALE Nanotech und gleichzeitig Leiter von GrapheneSail S. J. J. Cartamil-Bueno gelang es ihnen, einen neuen Segeltyp zu entwickeln, bei dem die Masse durch die Verwendung von CVD - Graphen - erheblich reduziert wird. Es wird als Film verwendet, der die perforierte Struktur des Segels bedeckt.
Wie und wo das neue Segel getestet wurde
Segeltests mit Graphen wurden in Deutschland (Bremen) durchgeführt, und zwar im ZARM-Hängeturm.
In dieser einzigartigen Einrichtung schaffen Wissenschaftler eine hochwertige Mikrogravitationsumgebung. Die Wahrheit ist nur für ein paar Sekunden.
Während des Experiments wurde ein Graphen-Segel 1 W-Lasern ausgesetzt, und als Ergebnis begann sich das Segel mit einer Beschleunigung von bis zu 1 m / s2 zu bewegen.
Was sind die Aussichten
Natürlich sind dies nur die ersten erfolgreichen Experimente, aber sie wecken bereits zurückhaltenden Optimismus, dass in naher Zukunft echte Prototypen erstellt werden Sonnensegel, die auf Raumfahrzeugen installiert werden, und wir werden eine aktive Erforschung sowohl unseres Sonnensystems als auch des interstellaren Systems beginnen Raum.
Darüber hinaus wird im Hessen & Baden-Württembergischen Zentrum der Europäischen Weltraumorganisation bereits ein Prototyp eines vollwertigen Antriebssystems für Raumfahrzeuge mit Graphen-Segeln entwickelt.
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