Il concetto delle vele solari per quanto riguarda il viaggio nello spazio non è nuovo ma, almeno fino a pochissimi anni fa, era relegato soltanto alla fantascienza. Si tratta di un sistema concettualmente (ma solo concettualmente) abbastanza semplice che prevede l’utilizzo di una sorgente luminosa (solitamente il sole) la quale agisce su una vela facendo spostare una navicella con una velocità che aumenta sempre di più nel tempo fino a raggiungere ragguardevoli livelli percentuali della velocità della luce.
Ora, a differenza di qualche anno fa, studi e ricerche sulle eventuali possibilità di applicare realmente questo sistema ad una navicella si susseguono e anzi prendono in considerazione l’utilizzo di laser, puntati verso la vela dalla Terra, piuttosto che del Sole.
Un nuovo studio, pubblicato su Nano Letters, prende in considerazione vele che potrebbero essere costruite con particolari strutture nanofotoniche capaci di sfruttare sia una efficiente propulsione tramite la riflessione della luce sia un’efficiente gestione termica.
A differenza dei materiali a cui solitamente si pensa per quanto riguarda le vele solari (alluminio ultrasottile, polimeri di varia natura, fibra di carbonio, eccetera) queste strutture nanofotoniche potrebbero manipolare la luce a lunghezze d’onda molto più piccole.
Si potrebbero utilizzare, per esempio, materiali fatti da due strati di silicio e silice per sfruttare le proprietà di tutti e due i materiali (ottimo livello di rifrazione del silicio e buone capacità di raffreddamento della silice).
Queste vele leggere potrebbero permettere voli spaziali a velocità relativistiche sospinte dalla pressione delle radiazioni di laser ad alta potenza.
Secondo un articolo di approfondimento di questo studio apparso su Phys.org (vedi il primo link qui sotto) con un sistema di vele nanofotoniche sospinte da potenti laser presenti sulla Terra si potrebbe arrivare ad una velocità di circa il 20% della velocità della luce, ossia circa 60.000 km al secondo, e si potrebbe raggiungere il sistema stellare di Alfa Centauri (circa 4 anni luce di distanza) in circa 20 anni.
Fonti e approfondimenti
- Nanophotonic light sails may travel at relativistic speeds (IA)
- Nanophotonic Heterostructures for Efficient Propulsion and Radiative Cooling of Relativistic Light Sails – Nano Letters (ACS Publications) (DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b02035) (IA)
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