Стотинама година људи су били посвећени истраживању мистерија универзума. Међутим, да би се постигла међузвездана навигација, захтеви за снагом за свемирске летелице биће строжи. Да бисмо путовали до звезда удаљених десетинама светлосних година, потребно је да понесемо много горива, али то би летелицу учинило претешком.
Пошто постоји много препрека за ношење горива са собом, да ли је могуће путовати лагано и једноставно одустати од горива? Сада постоји опција да се звјездани брод причврсти на џиновско рефлектирајуће једро и засвијетли га моћним ласером. Замах фотона ће гурнути летелицу на делић брзине светлости. Јашући на снопу, мисија лаког једра може да стигне до Проксиме Кентаури (Проксима Кентаури је најближа звезда Земљи после сунца, удаљена око 4,2 светлосне године од нас) у року од неколико деценија.
Шта је светло једро? Лако једро, такође познато као соларно једро или фотонско једро, је погонски систем свемирског брода који користи светлосни притисак сунчеве светлости као погон. Лака једра користе светлосни притисак сунчеве светлости, а не енергију коју генерише соларна енергија.
Лако једро је џиновско танко филмско сочиво са дебљином од само једне десетине људске косе. Може се схватити као једро у доба открића. Лако једро ствара лагани притисак примајући сунчеву светлост, чиме гура летелицу да се креће и убрзава. Пошто је радијациони притисак сунчеве светлости веома мали, светлосно једро треба да прође дуг процес убрзања, али његова предност је у томе што се може користити где год има сунчеве или друге светлости звезда, тако да теоретски може да обавља дуготрајна међузвездана путовања.
Међутим, проблеми изградње довољно великог и лаганог лаког једра и како га пловити даље још увек треба да се реше. Тренутно је технологија лаких једара још увек у фази теоретског истраживања, а њени инжењерски изазови су огромни јер чак и најмањи проблеми могу бити тешко решиви током деценија светлосних година.
Што се тиче стабилности светлосних једара на ласерски погон, у недавном раду се говорило о томе како уравнотежити светлосно једро на ласерском снопу. Док ласер може бити усмерен директно на звезду, или на њену локацију деценијама касније, светлосно једро може да прати сноп само ако је савршено избалансирано. Ако је светлосно једро благо нагнуто у односу на сноп, рефлектована ласерска светлост ће дати светлосном једру лагани бочни притисак. Без обзира колико је ово одступање мало, временом ће се повећавати, узрокујући да путања светлосног једра непрекидно одступа од циља. Никада не можемо савршено ускладити лако једро, тако да нам је потребан неки начин да исправимо мала одступања.
Традиционалне ракете у основи користе унутрашње жироскопе да стабилизују ракету и користе мотор за динамичко подешавање потиска како би се успоставила равнотежа. Али системи жироскопа су превише гломазни за међузвездана светлосна једра, а прилагођавању снопа би били потребни месеци или године да дођу до светлосног једра, што онемогућава брзе промене. Али рад предлаже коришћење трика радијације под називом Поинтинг. -Робертсонов ефекат.
Поинтинг-Робертсонов ефекат се односи на феномен да се честице у међупланетарном простору повлаче према сунцу и крећу се око Сунца због интеракције са сунчевим зрачењем. Настаје апсорпцијом и емисијом зрачења честицама, па се назива и ефекат светлосног притиска који узрокује да честице прашине полако падају у сунце по спиралној орбити. Интензитет овог ефекта је пропорционалан линеарној брзини прашине око Сунца и интензитету сунчевог зрачења.
Дакле, како да користимо Поинтинг-Робертсонов ефекат да задржимо наш детектор лаких једара на курсу? Претпостављајући да је сноп једноставан монохроматски раван талас (прави ласери су сложенији), аутори показују како једноставан систем са два једра може да користи ефекте релативног кретања како би одржао равнотежу пловила. Када једро мало скрене са курса, сила враћања из греде га поништава. Ово доказује да је концепт изводљив. Али временом долази до изражаја и релативистички ефекти. Претходна истраживања су узела у обзир Доплеров ефекат релативног кретања, али ова студија показује да релативистичка верзија хроматске аберације такође долази у обзир. Читав спектар релативистичких ефеката треба узети у обзир у стварним пројектима, што захтева сложено моделирање и оптичке технике. Тако да су лака једра и даље могући начин да се дође до звезда. Само морамо да пазимо да не потценимо инжењерске изазове.
