يمكن أن تستخدم “الطائرات الفوقية” الصغيرة الضوء لتوجيه الأشرعة للسفر بين النجوم

لقد أصبح السفر بين النجوم مدفوعًا بالضوء خطوة واحدة فقط. الأشرعة الضوئية، وهي عبارة عن صفائح ضخمة يدفعها الضوء الذي يرتد عنها، قد تكون أفضل طريقة للسفر لمسافات هائلة عبر الفضاء، والآن قد يكون لدينا طريقة لتوجيهها.

يقول كوشيك كودتاركار Kaushik Kudtarkar من جامعة تكساس إيه آند إم: “كنا نعلم بالفعل أن أي ضوء أو ليزر يمكنه نقل الزخم، ولكن الآن يمكننا التحكم في الاتجاه أيضًا”. ابتكر هو وزملاؤه جهازًا صغيرًا يسمى metajet يستخدم انكسار الضوء، وليس الانعكاس فقط، للتحرك في أكثر من اتجاه في وقت واحد.

الجهاز عبارة عن مادة تسمى السطح الخارق، وهي عبارة عن طبقة رقيقة للغاية مصممة للتعامل مع الضوء. وفي هذه الحالة، قلب الباحثون ذلك رأسًا على عقب، مستخدمين الضوء للتلاعب بالسطح الخارق. تقوم سلسلة من الأعمدة الصغيرة الموجودة على المادة بتوجيه الضوء الذي يضربها، حيث يتحكم حجم ونمط الأعمدة في قوة واتجاه الزخم الذي ينقله الضوء إلى الجهاز بأكمله أثناء تحركه. يبلغ عرض الأمر برمته حوالي 0.01 ملم.

ولاختباره، قام الباحثون بإسقاط جهاز السيليكون في الماء وتسليط الليزر عليه، ومراقبته بالمجهر لتتبع حركته. ووجدوا أن الميتاجيت ارتفع وتحرك أفقيًا، ووصل إلى سرعة قصوى تبلغ حوالي 0.07 ملم في الثانية.

يقول كودتاركار: “الآن بعد أن عرفنا القوى المؤثرة على هذا الجهاز، يمكنك تغيير تصميم السطح الخارق ومن ثم يمكنك توجيهه بأي طريقة تريدها”. ويقول إن هناك أسطحًا خارقة تغير أشكالها بمرور الوقت، ويمكن استخدام مثل هذه المواد في الأشرعة الخفيفة لتوجيهها عبر الفضاء.

يقول كودتاركار: “بالنسبة للمساحة، يمكنك توسيعها، ولكن يمكنك الاحتفاظ بها بنفس الحجم واستخدامها في التطبيقات الطبية الحيوية أيضًا: يمكن لهذه الأجهزة أن تدفع الأدوية فعليًا إلى موقع محدد”. يمكن بالفعل استخدام الليزر للقيام بذلك، لكن حرارته يمكن أن تلحق الضرر بالجزيئات، ومع الميتاجيت، لن تتعرض الأدوية مباشرة لحرارة وضوء شعاع الليزر.

ويتطلع الباحثون الآن إلى جعل أجهزتهم تعمل بأطوال موجية مختلفة من الضوء، وخاصة الطيف الواسع من ضوء الشمس، لجعلها أكثر توافقًا مع نوع الشراع الضوئي الذي يمكن استخدامه للسفر إلى الفضاء. يقول كودتاركار: “الأمر كله مجرد خيال علمي”.