Balázs Richárd

Új távlatok: Grafén-űrhajó és fényenergia

A jövő anyagának tartott grafén felkerülhet az űrügynökségek listájára is, az egy atom vékony szénlapok ugyanis hasznosítják a fényt, új hajtóműtípus előtt nyitva meg az utat.

A grafén felfedezése egy egyszerű véletlen, a kutatók grafitceruzával és ragasztószalaggal játszadozásának műve volt. A grafén szerkezete rendkívül erős és kiválóan vezeti a hőt, valamint az elektromosságot. Jong-sang Csen és munkatársai a kínai Tiándzsin Egyetemen azt vizsgálták, hogy a szén nagyobb elrendezései is képesek-e megtartani ezeket a tulajdonságokat. Az év elején publikálták az általuk "grafén-szivacsnak" nevezett, gyűrt grafén-oxid lapokból álló anyag részleteit.

A kínai kutatók vizsgálataik során arra lettek figyelmesek, hogy amikor lézerrel vágták meg a grafén-szivacsot, a fény elmozdította az anyagot. Ez azért is volt különös, mert a lézerek általában egyetlen molekulát taszítanak, a szivacs pedig több centiméter átmérőjű volt, túl nagy, hogy elmozduljon egy ilyen művelettől. A kutatók ezután vákuumba helyezték a szivacs darabjait és különböző hullámhosszú és intenzitású lézereket próbáltak ki rajta. A csapatnak nem kevesebb, mint 40 centiméterrel sikerült felfelé mozgatni a darabokat, majd hasonló eredményeket értek el lencsével fókuszált napfény alkalmazásával is.

Minek köszönhető azonban ez a mozgás? Az egyik magyarázat szerint az anyag úgy viselkedik, mint a napvitorlák, melyeknél a fotonok képesek lökést kifejteni, előre hajtva a tárgyat, az űr vákuumában pedig ez a parányi hatás elég hajtóerőt halmoz fel egy űrhajó mozgatásához. A múlt héten a kaliforniai Planetary Society a technológia tesztelésére egy kisméretű napvitorlát juttatott fel a világűrbe, a kínai kutatók által tapasztalt erők azonban túl nagynak hatottak ahhoz, hogy kizárólag a fotonok számlájára írhassák.

A csapat kizárta azt a lehetőséget is, mely szerint a lézer esetleg elpárologtatva a grafén egy részét szénatomokat lök ki. Ehelyett úgy vélik, a grafén magába szívja a lézer energiáját elektronok töltését halmozva fel, majd amikor már nem képes többet tárolni, kibocsátja a többlet elektronokat, ellentétes irányba tolva a szivacsot. Bár az még nem egyértelmű, miért nem véletlenszerű irányba távoznak az elektronok, a csapatnak sikerült megerősíteniük a grafénból kiáramló elektromosság tényét, ami alátámasztja az elméletet.

A grafén-szivacs megalapozhat egy fénnyel működő hajtómű rendszert, ami lekörözheti a napvitorlát. "Bár a hajóerő továbbra is gyengébb a hagyományos vegyi rakétákénál, máris nagyságrendekkel több a fény nyomásából kinyerhetőnél" - olvasható a kutatók összegzése az arxiv.org tudományos portálon közzétett publikációban.

"Az a legjobb rakéta, aminek semmilyen üzemanyagra nincs szüksége" - tette hozzá Paulo Lozano, az MIT munkatársa, aki szerint a grafén alapú hajtómű rendkívül érdekes ötlet lehet, az elektronok elvesztése azonban azt is jelenti, hogy az űrhajó pozitív töltést halmozna fel, amit semlegesíteni kell, különben károkat okozhat.

Hozzászólások

A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
  • fszrtkvltzttni #51
    Természetesen nagyságrendileg. Mivel a hőmérséklettől negyedik hatványon függ, ezért simán változhat egy nagyságrendet.
  • fszrtkvltzttni #50
    Ez a letudja-e adni dolog határ eset.
    A Stefan–Boltzmann-törvény szerint egy négyzetkilométeres szobahőmérsékletű felület 100MW hősugárzást ad le. Nem egyszerű, de nem fotelből elvethető.
  • NEXUS6 #49
    "Egy sikeres expedíció pénz és akarat kérdése.."

    Még egy fontos tényezőt kihagytál, ami a végén egy projektnél valahogy mindig szűkös, akárcsak az általad felsorolt kettő.
    Az idő!
    XD
  • jovokutato #48
    Milyen technológia nincs meg hozzá?
    Az űrhajó meghajtása jelenleg is adott,a marsi légköri fékezés technológiája megvan,a levegő és a víz előállításának technológiája megvan..
    Egy sikeres expedíció pénz és akarat kérdése..

    Azon érdemes elgondolkodni,hogy milyen legyen a meghajtása a Marsra küldendő űrjárműnek-sebesség,idő és hasznos teher-.
    Itt van a legnagyobb esély egy új technológia kifejlesztésére.
  • Irasidus #47
    Off.: 1000 milliárd szoktak becsülni. De mivel tudjuk, hogy ezt mindig túllépik, ez lehet több 100 milliárddal több is.
  • molnibalage83 #46
    Te álomvilágban élsz.
  • molnibalage83 #45
    100 millárdos tartományban van egy marsi expedíció, de ez is optimista becslés, met egy rakás technológia nincs meg hozzá...
  • molnibalage83 #44
    Nem is értem, hogy miért van ilyen nicked... A legtöbb futurológus és más kamu szakerülettel bíró nem ért semmihez... Nem kerülne semmibe? A Hold utazás megvalósítása van 10 milliárdos nagyságrendben. Mutass egy céget akinek ez nem a profitjának számottevő része...
  • molnibalage83 #43
    Tájékoztatásul, az említett hőfokon szerinted mi lenne a domináns...? Nézd már meg, hogy az ISS hűtéséhez mekkora felület kell és mekkora hőteljesítményről van szó.
  • bazsiboj #42
    Igéretes technológia, föleg ha napelemekkel tarkított rendszert hoznak létre.

    Érdekes lenne, az ionhajtómüves ürhajó mellett. A Naphoz közelebbi bolygók és azok körüli bázisok között.

    A kolóniákra (ha majd lesznek) ideális lehet. A grafén kondenzátoros napelemes hajtómüvel, na ezt jól megmondtam. :-D