Eksperiment proveden tokom paraboličnog leta pokazao je obećavajuće rezultate koji ukazuju da bi grafen, tanak sloj atoma ugljika, mogao da se koristi za upravljanje solarnim jedrima i podešavanje položaja satelita u svemiru.
Evropska svemirska agencija sprovela je test ovog inovativnog materijala u uslovima bestežinskog stanja kako bi utvrdila kako bi se ponašao u svemiru. Istraživači su ponijeli grafenske aerogele, trodimenzionalni materijal napravljen od grafenskih slojeva, i izlagali ih kontinuiranom snopu laserske svjetlosti tokom faza bez gravitacije.
Tri mala kockasta uzorka od grafenskog aerogela odmah su krenula naprijed, pokazujući sposobnost da budu pokretani svjetlošću. „Reakcija je bila brza i snažna. Prije nego što biste stigli i da trepnete, grafenski aerogeli su doživjeli velika ubrzanja. Sve je trajalo samo 30 milisekundi“, rekao je Marco Brambilla, naučnik Ese zadužen za projekat.
Rezultati, objavljeni u časopisu Advanced Science, mogli bi otvoriti put ka pogonu bez goriva za buduće svemirske misije.
„Teleportuj me“
Grafen, vještački dvodimenzionalni materijal, poznat je po tome što je lagan, fleksibilan i izuzetno čvrst, uz vrlo visoku otpornost. Dobija se iz grafita, sastoji se od čistog ugljika i ima širok spektar primjena.
U Esinom eksperimentu korišteni su grafenski aerogeli, koji kombinuju električnu provodljivost grafena sa strukturnim prednostima aerogelske arhitekture, stvarajući ultralaki i veoma porozan materijal. Tri kocke postavljene su u vakuumsku komoru tokom leta, dok su istraživači na njih usmjeravali laserske zrake.
Brza kamera zabilježila je dešavanja kroz staklene cijevi, dok je laserski snop pokretao grafenske aerogele kroz vakuumsku komoru. Svaki eksperiment trajao je 30 milisekundi, a snimak je usporen deset puta.
Eksperiment je također pokazao da podešavanje snopa svjetlosti kontroliše pogon – što je laser jači, to je ubrzanje veće. „Laserski impuls izaziva nagli skok ubrzanja, nakon čega se aerogeli usporavaju“, objasnio je Brambilla.
Na Zemlji, međutim, aerogeli se jedva pomjeraju. To znači da je mikrogravitacija ključna za postizanje svjetlosnog pogona grafenskih aerogela u pogledu brzine, potiska i dometa, navodi Esa.
Materijal budućnosti
Jedinstvena svojstva grafena mogla bi potencijalno revolucionizirati više industrija, uključujući svemirska putovanja. Solarna jedra, letjelice bez goriva koje koriste ultratanke površine za iskorištavanje Sunčeve energije, mogla bi se u budućnosti oslanjati na grafen.
Materijal bi se također mogao koristiti na malim satelitima za podešavanje njihove orijentacije u svemiru, dok bi grafenski aerogeli mogli pretvarati svjetlost u pogonsku silu.
„Otvaramo put ka budućnosti pogona bez goriva. Ultralaki grafenski aerogeli savršen su primjer inovativnog materijala razvijenog u laboratoriji koji bi nam mogao uštedjeti velike količine goriva i opreme u svemiru“, istakao je Ugo Lafont, inženjer za fiziku i hemiju materijala u Esi.
Rezultati ovog nedavnog eksperimenta još su prilično osnovni, ali jasno ukazuju na potencijal korištenja svjetlosti za pokretanje grafenskih aerogela kroz svemir kao alternativu klasičnim pogonskim sistemima.