Полет до ближайшей к нам звезды может занять всего лишь 20 лет

Гидролиз воды на MnO с образованием кислорода и водорода и нейтрализацией хлора на IrO (GC – углеродное стекло). Иллюстрации Physorg

Солнечный ветер определяется как давление света на металлизированную пленку. Использование такого паруса позволило японскому космическому аппарату, запущенному в 2010 году, достичь орбиты Венеры всего за полгода. Есть, правда, один нюанс, касающийся поверхности пленки, которая должна обладать повышенным отражением околоинфракрасного излучения (NIR – Near InfraRed) для «надувания» паруса и одновременно его охлаждения, чтобы не сгореть. Усилия, однако, обещают разгон солнечных парусников до скоростей примерно 60 000 км/сек, то есть 20% от световой. На таких скоростях полет к ближайшей к нам звезде Альфа Центавра займет всего лишь 20 лет.

Солнечный парус с околоинфракрасным движением (NIR) и тепловым охлаждением (Cooling). Иллюстрации Physorg

Ученые использовали так называемые оптические пинцеты. Их создатель американский физик Артур Эшкин был удостоен Нобелевской премии по физике за 2018 год. Прославился он в 1987 году, когда с помощью сфокусированного луча лазера смог удержать в нем микробную клетку. Однако мощность оптических пинцетов слишком велика для биологических объектов, которые в луче лазера могут просто сгореть.

Улавливание и удержание подразумевают преобразование электромагнитной энергии света в механическую. В том же Гетеборге и Университете Чалмерса в Англии предложили способ генерирования одиночных сверхкоротких импульсов света. В статье в Physics Review Letters «Генерация изолированных релятивистских импульсов с управляемой частотой с помощью электронного луча» ученые предложили способ создавать самое быстрое из возможных движение одиночной волны. Мощность импульса будет достаточна для отрыва от атома электрона и разгона его до релятивистских, то есть околосветовых скоростей.

Сотрудники Лейденского университета предложили катализатор, позволяющий разлагать воду при рН 0,9 (чрезвычайно кислая среда). Успеха удалось добиться с помощью оксидов-окислов марганца и иридия. Два слоя оксидов толщиной 5–20 нанометров «монтировались» на подложке-субстрате из углеродного стекла (GC – Glass Carbon).

Но производство такого рода чипов трудоемко и дорого, поэтому в калифорнийском Станфорде пошли иным путем, предложив разлагать прямо соленую воду океана! Для предупреждения хлорной коррозии анода (электрода, на котором происходит окисление) ученые предложили увеличить напряжение на последнем, что стало «репеллентом» агрессивных ионов. Сам анод инженеры предложили делать из никелевой пенки, покрыв электрод слоями NiS и NiFe, первый из которых защищает электрод, а второй запускает электролиз воды. Двойное покрытие позволило увеличить силу тока в 10 раз, что ускорило получение водорода, и увеличить жизнь анода до 1000 часов (при плотности тока 0,4–1 А/см2).

Если верить сообщению, опубликованному в журнале «Труды АН США» (PNAS), мир вскоре ждет водородная революция и купание в океане дешевой и безопасной энергии. Кстати, такие источники энергии могут оказаться незаменимыми и при освоении космического пространства. В частности, они могут быть использованы в энергообеспечении планируемых к постройке лунных баз.