Cánh buồm ‘tinh thể quang tử’ có thể giúp chùm tia laser đẩy tàu vũ trụ nhanh hơn

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Tuskegee đã phát triển một cánh buồm ánh sáng tinh thể quang tử mới nhằm cải tiến so với các cánh buồm năng lượng mặt trời polymer phủ kim loại truyền thống được sử dụng cho việc đẩy tàu vũ trụ. Các cánh buồm năng lượng mặt trời truyền thống dựa vào phản xạ ánh sáng để tạo lực đẩy, nhưng lớp phủ kim loại thường hấp thụ một phần ánh sáng, chuyển đổi thành nhiệt có thể làm suy giảm hoặc làm chảy cánh buồm, đặc biệt dưới ánh sáng laser mạnh. Thiết kế mới thay thế lớp phủ kim loại bằng cấu trúc tinh thể quang tử kích thước nano gồm các trụ germanium, các lỗ khí và ma trận polymer. Cấu trúc này tạo ra một vùng cấm quang tử chọn lọc phản xạ ánh sáng laser dùng cho việc đẩy trong khi cho phép các bước sóng khác, như ánh sáng mặt trời, đi qua, giảm thiểu nhiệt không mong muốn. Thử nghiệm cho thấy một mẫu cánh buồm tinh thể quang tử diện tích 1 mét vuông đạt khoảng 90% độ phản xạ tại bước sóng 1,2 µm khi chiếu bởi laser công suất 100 kW, chứng minh hiệu suất phù hợp cho việc đẩy thử nghiệm. Sự phản xạ hiệu quả này có thể cho phép lực đẩy liên tục, có khả năng tăng tốc tàu vũ trụ lên hàng trăm mét mỗi giây chỉ trong một giờ. Trong khi đó