پژوهشگران طی پروژه استارشات (Starshot) به اجرایی کردن طرح بادبان نوری (Light Sail) که می‌تواند سفر میان ستاره‌ای را با کسری از سرعت نور ممکن کند، نزدیک شدند! هدف این پروژه توسعه طرح‌های جدید برای فضاپیمای بادبانی نوری با قابلیت سفر به منظومه ستاره‌ای آلفا قنطورس (Alpha Centauri)، نزدیک‌ترین همسایه منظومه شمسی، است.
طبق برنامه استارشات، بادبان نوری می‌تواند یک کاوشگر به اندازه ریزتراشه را با سرعت ۲۰ درصد سرعت نور حمل کند. این سرعت بسیار زیاد باعث می‌شود که کاوشگر تنها طی ۲۰ سال به آلفا قنطورس برسد. ستاره مذکور حدود ۴ سال نوری از زمین فاصله دارد و برخی کارشناسان تخمین می‌زنند که با فناوری موجود، رسیدن به آن حداقل ۶۳۰۰ سال طول می‌کشد!
بادبان‌های نوری چگونه فضاپیماها را به حرکت در‌می‌آورند؟
بادبان‌های نوری که به عنوان بادبان‌های خورشیدی هم شناخته می‌شوند، می‌توانند بدون استفاده از سوخت حامل فضایی، فضاپیما را به حرکت درآورند. بادبان‌های نوری با برخورد ذرات نور (فوتون‌ها) به بادبان بازتابنده و انتقال تکانه خود به صفحه بادبان کار می‌کنند. با گذشت زمان، میلیاردها فوتون به بادبان برخورد کرده و به اندازه‌‌ای تکانه را به آن انتقال می‌دهند که فضاپیما به سمت جلو پیش رود.
استارشات برای رسیدن به سرعت‌های بسیار زیاد به نور شدیدی نیاز دارد. برای انجام این کار از لیزرهای زمینی استفاده می‌شود که نور شدیدی را مستقیما روی بادبان‌های نوری کاوشگرهای استارشات متمرکز کرده و پس از رسیدن به مدار، سریعا آن‌ها را در مسیر خود هدایت می‌کنند.
بر اساس مطالعه‌ای به سرپرستی ایگور بارگاتین (Igor Bargatin)، از دانشگاه پنسیلوانیا (University of Pennsylvania) آمریکا، بادبان نوری استارشات باید از ورقه‌های بسیار نازک از ترکیب شیمیایی آلومینیوم اکسید و مولیبدن دی‌سولفید (Molybdenum Disulfide) ساخته شود. برای جلوگیری از پاره شدن، بادبان‌های نوری می‌بایست انحنا و شکلی مشابه چتر نجات داشته باشند.
بارگاتین می‌گوید: «شواهد نشان می‌دهد که یک بادبان بسیار محکم و کشیده‌شده، بیشتر مستعد پاره شدن است.» با توجه به سرعت بالای مدنظر استارشات و فشار زیادی که بادبان متحمل می‌شود، پژوهشگران معتقدند شکل بادکنکی به جلوگیری از شکستن تحت این فشار کمک می‌کند. به گفته محققان، فوتون‌های لیزر موجب پر شدن بادبان نوری می‌شوند، درست مانند هوا که یک توپ را باد می‌کند. ظروف سبک و تحت فشار، مانند مخازن گاز یا حتی مخازن سوخت حامل فضایی، باید کروی یا استوانه‌ای شکل باشند تا از پارگی و شکاف آن‌ها جلوگیری شود.
آسوات رامان (Aaswath Raman)، از دانشگاه کالیفرنیا (University of California) آمریکا، می‌گوید: «اگر بادبان‌ها حتی بخش کوچکی از نور لیزر وارده را جذب کنند، تا دمای بسیار بالایی گرم می‌شوند. برای اطمینان از متلاشی نشدن آن‌ها باید تواناییشان را برای تابش گرمای خود که تنها حالت انتقال حرارت موجود در فضاست، بیشینه کنیم.»
پیش از این پژوهشگران پیشنهاد کرده بودند که برای مقابله با نگرانی گرمای بیش از حد، می‌تواند پارچه یک بادبان نوری را با سوراخ‌های ریز دارای فاصله یکسان پوشش داد. در مطالعه جدید، پژوهشگران پیشنهاد می‌کنند بادبان می‌تواند سوراخ‌هایی داشته باشد و در کنار آن پارچه بادبان نوری هم باید در یک الگوی شبکه‌ای کنار هم قرار بگیرد تا توزیع گرما را به حداکثر برساند.
دیپ جاریوالا (Deep Jariwala)، از دانشگاه پنسیلوانیا، می‌گوید: «چند سال پیش حتی فکر کردن یا انجام کار نظری روی این مفهوم دور از ذهن بود، اما اکنون نه تنها یک طرح داریم، بلکه این طرح بر اساس مواد واقعی موجود در آزمایشگاه‌های ماست.» بنا بر اظهارات وی، برنامه آن‌ها برای آینده ساخت چنین ساختارهایی در مقیاس کوچک و آزمایش آن‌ها با لیزرهای پرقدرت است.