星际航行技术迎来新突破,科学家找到操控太阳帆航向的新方法。太阳帆作为依靠光能推进的星际旅行工具,凭借其巨型薄膜结构通过光线反射获取动力,被视为超长距离航行的理想方案。如今,得克萨斯农工大学的研究团队通过创新设计,让这种技术向实用化迈出关键一步。
研究团队开发的"超射流"微型装置突破了传统太阳帆仅依赖光反射的局限。这种直径仅0.01毫米的硅基装置采用超表面材料,表面布满精密排列的微型立柱结构。当光线穿过时,立柱的几何尺寸与排列方式会调控光的折射路径,使装置获得多方向动量。实验显示,该装置在激光照射下既能悬浮空中,也能以每秒0.07毫米的速度水平移动。
项目负责人考希克·库德塔卡解释,传统光推进装置只能被动接受光压,而新装置通过主动调控光与物质的相互作用,实现了运动方向的精确控制。研究人员通过改变微型立柱的排布参数,成功验证了动量传递方向的可调性,这为太阳帆的自主导航提供了理论基础。
这项技术具有双重应用前景。在航天领域,放大后的装置可集成到太阳帆表面,通过动态调整超表面结构实现航向修正。库德塔卡特别指出,现有可变形超表面材料若与该技术结合,有望解决星际航行中方向控制的难题。在生物医学领域,微型装置展现出精准药物输送的潜力。与激光加热推送相比,该装置通过光折射传递动力,可避免药物分子因高温失效。
当前研究团队正着力解决光谱适配问题。库德塔卡透露,实验使用的单色激光与太阳光光谱存在差异,团队正在优化微型立柱的材料配方,使其能响应不同波长的光线。这项改进对于太阳帆利用太阳光作为动力源至关重要,但研究人员坦言,从实验室到实际应用仍需突破多项技术瓶颈。











