25 mei 2022

In slechts 28 uur naar Mars? Delfts ondezoeker ontwikkelt veelbelovende techniek die reizen met een vijfde van de lichtsnelheid mogelijk moet maken!

Geminiaturiseerde ruimtevaartuigen met een vijfde van de lichtsnelheid door de ruimte sturen, is de belofte van een technologie waaraan onderzoeker Richard Norte (faculteit Werktuigbouwkunde, Maritieme techniek & Technische Materiaalwetenschappen van de TU Delft) werkt. Norte’s project heet EARS (Extreme-AspectRatio nanoSystems).

Breakthrough Starshot, concept, Credits; BI

Norte’s aanpak is zelfs zo veelbelovend dat hem op 11 januari j.l. een zogeheten ‘ERC Starting Grant’ van 2,1 miljoen Euro werd uitgereikt om zijn onderzoek aan de TU Delft voort te zetten. Naast Norte kregen nog drie onderzoekers van de TU Delft een ERC Starting Grant.Norte werd geïnspireerd door het ‘Breakthrough Starshot’, een deelproject van het ‘Breakthrough Initiatives’-programma voor interstellair reizen. Dit ambitieuze programma is opgezet in 2015 door het Russische rijke echtpaar Yuri en Julia Milner. Breakthrough Starshot heeft als doel ruimtevaartuigen naar naburige zonnestelsels te sturen met behulp van zogeheten lichtzeilen. Met lasers op aarde zou het mogelijk moeten zijn om ultralichte miniatuurruimtesondes, die vast zitten aan lichtzeilen, met snelheden tot 100 miljoen kilometer per uur voort te stuwen. De sondes bestaan uit microchips met geïntegreerde camera’s, sensoren en communicatiesystemen.

Proxima Centauri Credits; NASA/ESA/Hubble

De sondes zouden, al zeilend op laserlicht, de ster Proxima Centauri die op 4,25 lichtjaar afstand van de aarde staat, in twintig jaar bereiken. De reistijd naar Mars zou slechts 28 uur zijn (nu een reis van vier maanden), en een reis naar Jupiter zou in vijf dagen afgelegd kunnen worden. Het idee van zeilen op licht – fotonen weerkaatsen op grote spiegelende oppervlakten en zorgen voor voortstuwing – werd reeds in 2010 gelanceerd door Japan met de ruimtesonde Ikaros. Ikaros reisde in een half jaar naar Venus. Met krachtigere laserstralen en grotere, dunnere zeilen moeten hogere snelheden te bereiken zijn. Met name het maken van ultradunne zeilen is volgens Norte enorm uitdagend. Tijdens zijn promotieonderzoek aan het California Institute of Technology experimenteerde Norte met etstechnologieën om zogenaamde ‘wafers’ te maken, dunne plakken silicium halfgeleidermateriaal die aan de basis staan van de chipindustrie. De methodes waar hij aan werkte, lijken ook veelbelovend om extreem lichte en sterk reflecterende zeilen mee te maken.

Norte stelt dat ‘de zeilen duizend maal dunner moeten worden dan een menselijke haar en maar liefst zestien vierkante meter groot worden. Met de bestaande nanotechnologie kan men dergelijke objecten niet maken. Dit vergt heel andere nanotechnologie.” Norte meent dat het mogelijk nog decennia zal duren voordat de eerste sondes met deze zeilen de ruimte in worden geschoten. Maar op meer korte termijn zouden lichtgewicht zeilmaterialen van een paar vierkante centimeter en lasers gebruikt kunnen worden om voorwerpen van een milligram te laten zweven. Norte stelt: “Dat zouden echt ongekende licht-materie interacties zijn”, aldus Norte, en vergelijkt het met ‘optische pincetten’, instrumenten die met sterk gefocuste laserstralen microscopische en submicroscopische objecten, zoals atomen, nanodeeltjes en druppeltjes, kunnen vasthouden en verplaatsen. “Maar waar wij op uit zijn”, aldus Norte, “is de optische controle van massieve objecten: honderdduizend keer zwaarder dan alles wat tot nu toe met licht is opgetild. Dit biedt nieuwe mogelijkheden om zwaartekracht te bestuderen.” Lees in deze Astroblog ‘Breakthrough Initiatives creëert momentum voor interstellaire reizen; in 20 jaar naar Alpha Centauri met laser ‘Starchips’ meer over lichtzeilen en nanocrafts. Bronnen: Delta/TU Delft, T. Dijkstra, Breakthrough Initiatives

Comments

  1. yes top , maar het moet dan ook kunnen afremmen anders is het nog sneller voorbij dan de giro die we in Utrecht voorbij zagen flitsen.

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.