Исследование является значительным шагом к достижению целей, подобных целям Инициатива «Старсшот»Основан предпринимателем Юрием Милнером и покойным физиком Стивеном Хокингом. Цель состоит в том, чтобы использовать наземные лазеры для питания сотни Lightsails Scale-Lightsails, несущих космический корабль размером с микроочип. Исследователи сообщают, что этот дизайн Lightsail может быть довольно легко увеличен до масштаба измерителей, и с помощью управляемой цены.
Для своего дизайна команда использовала однослойный нитрид кремния, легкий и высокопрочный материал, который хорошо подходит для дизайна Lightsail. Затем исследователи работали, чтобы максимизировать свою отражательную способность, минимизируя его вес. Отражательная способность поверхности определяет, сколько светового давления создается за парусом, что, в свою очередь, определяет, насколько быстро он может ускоряться. В то же время более легкий материал требует меньшей силы для ускорения, поэтому меньшая масса равна большей скорости.
Процесс оптимизации включал проектирование схемы наноразмерных отверстий — миллиарды из них на поверхности материала с диаметрами меньше длины волны света. Команда Бессы, в том числе доктор философии Брауна. Студент Shunyu Yin, использовал новый метод искусственного интеллекта, который они разработали для оптимизации формы и размещения отверстий для повышения отражательной способности и снижения веса.
Как только у них появился оптимизированный дизайн, команда во главе с Norte в Tu Delft пошла на работу, изготавливая его в лаборатории.
«Мы разработали новую газовую травление, которое позволяет нам деликатно удалять материал под парусами, оставляя только парус»,-сказал Норте. «Если паруса сломаются, это, скорее всего, во время производства. Как только паруса будут приостановлены, они на самом деле довольно надежны. Эти методы были уникально разработаны в Tu Delft».
Исследователи говорят, что изготовление этого дизайна традиционными методами была бы дорогой и взятой за 15 лет. Но, используя методы Norte, изготовление заняло около дня и на тысячи раз дешевле. Результатом является мембрана, которая, по мнению исследователей, имеет самое высокое соотношение сторон-длина сантиметра, но с наноразмерной толщиной-на сегодняшний день. Исследователи надеются, что их методы не только помогут людям достичь звезд, но и раздвинуть границы наноразмерной инженерии.
«Новые методы машинного обучения и оптимизации, которые мы использовали здесь, очень общие», — сказала Бесса. «Мы могли бы использовать их для создания множества разных вещей для разных целей. Это на самом деле только начало. Мы могли бы быть на грани решения инженерных проблем, которые до сих пор оставались неразрешимыми».
Исследование финансировалось Европейским Союзом (ERC, Ears, 101042855) и безграничным Космическим институтом I2 Грант
.jpg)
.jpg)
