Ученые из Китая предложили путешествовать в космосе при помощи солнечных парусов, созданных на основе графена. Об этом исследователи рассказали в препринте, доступном на сайте arXiv.org, а кратко об их работе сообщает New Scientist.
Примерно год назад эти же ученые получили графеновые губки. Они представляют собой наложенные друг на друга мятые листы на основе двумерного соединения. Ученым удалось, фокусируя солнечный свет при помощи линзы, сдвинуть губку на небольшое расстояние.
Наблюдаемое перемещение авторы исследования объяснили действием солнечного света на графен. По их мнению, поглощая солнечную энергию, он испускает электроны, которые и заставляют его двигаться в противоположном свету направлении. Однако ученым до сих пор не ясно, почему частицы движутся строго в определенном направлении, а не случайным образом.
По мнению исследователей, в вакууме этот эффект может быть настолько сильным, что заставит двигаться космические аппараты. Ученые также отметили, что исключают возможность того, что под действием солнечного света графен может терять атомы углерода.
Авторы полагают, что развиваемая графеновым парусом тяга в несколько раз выше, чем у паруса, работающего на основе давления солнечного света. Однако из-за потери графеном электронов парус приобретает положительный заряд, и остается открытым вопрос о его нейтрализации.
20 мая 2015 года ВВС США на ракете-носителе Atlas V запустили аппарат LightSail, состоящий из трех спутников CubeSat и четырех солнечных парусов треугольной формы.
Общая площадь солнечного паруса, изготовленного из майлара, равна 32 квадратным метрам. Целью запуска заявлено тестирование технологии использования аппаратов, перемещающихся при помощи давления солнечного света. Однако позже стало известно, что из-за ошибки в программировании связаться со спутником не удается.
Графен представляет собой двумерный кристаллический объект (лист) с гексагональной (шестиугольной) решеткой, в узлах которого находятся атомы углерода. Фактически это слой графита толщиной в один атом углерода (радиус атома углерода составляет 91 пикометр). Химические связи в графене обеспечивают ему уникальные свойства пластичности, упругости, высокой теплопроводности и прозрачности при высокой прочности.