研究人员开发了新的设计和制造方法，以制作星际旅行的手袋

为了向恒星发送小型航天器的潜在步骤，研究人员开发了一种超薄的超反射膜，旨在将激光列乘坐一列激光速度达到令人难以置信的速度。

自1977年推出以来，NASA的Voyager 1号航天器已进入150亿英里进入深空。这是很长的路要走，但甚至没有距离太阳最近的恒星Alpha Centauri的距离的1％。如果人类要将船只送往星星，那么太空旅行将不得不快得多。

达到这种速度的一种有希望的方法是Lightsail“一种薄而反光的膜，可以像风一样的光线来推动光线。轻型邮件有可能使用当前的推进系统从几千年来减少飞往附近恒星的飞行时间，从而可能只有一两年或两年。

现在，荷兰的布朗大学和代尔夫特大学（TU代尔夫特）的一组研究人员开发了一种新的设计和制造超薄的，超薄的超级反射膜，以供灯袋。

在一项研究中出版在自然通讯，研究人员描述了一个宽60毫米（约2.4英寸）宽乘60毫米，但厚度仅为200纳米，一小部分人头发的厚度。

该表面带有数十亿纳米级孔的格式图案，这有助于减轻材料的重量并增加其反射率，从而更加加速。

布朗工程学院的副教授米格尔·贝萨（Miguel Bessa）说：“这项工作是布朗大学的理论家与TU代尔夫特的实验家之间的共同努力，使得可以设计，制造和测试高度反射的光线邮件，迄今为止记录的最大长宽比。”

“理查德团队的实验突破证明了他们的制造过程可扩展到星际旅行所需的尺寸，并且可以以具有成本效益的方式进行。同时，我的团队非常热情地看到我们最新优化方法在机器学习方面指导的最新优化方法的重要作用在解决了这样一个有趣且困难的工程问题中。”

这项研究是迈向实现目标的重要一步，例如由企业家尤里·米尔纳（Yuri Milner）和已故物理学家史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）创立的《星际突破计划》。

目的是使用地面激光器为携带微芯片大小的航天器的数百台尺度的轻袋动力。研究人员说，这种新的Lightsail设计可以相当容易地扩展到仪表尺度，并具有可管理的价格标签。

对于他们的设计，该团队使用了单层硅硅，这是一种非常适合Lightsail Design的轻巧且高强度的材料。然后，研究人员致力于最大程度地提高其反射率，同时最大程度地减少其体重。

表面的反射率决定了帆背后产生多少光压力，这反过来决定了它可以加速的速度。同时，较轻的材料需要更少的力才能加速，因此质量更少等于更高的速度。

优化过程涉及在材料表面上设计数十亿个纳米级孔的模式，其直径小于光的波长。贝萨（Bessa）的团队，包括布朗博士（Brown Ph.D.）学生Shunyu Yin使用了一种新的人工智能方法来优化孔的形状和位置，以增加反射率和减轻体重。

一旦他们进行了优化的设计，由Tu Delft的Norte领导的一支团队开始在实验室中进行制作。

诺特说：“我们开发了一种新的基于天然气的蚀刻，使我们能够在帆下清除材料，仅留下帆。”“如果帆破裂，最有可能在制造过程中。一旦帆悬挂，它们实际上就非常健壮。这些技术在Tu Delft中是独特的。”

研究人员说，用传统方法制造这种设计将是昂贵的，并且需要长达15年的时间。但是使用北部的技术，制造花费了大约一天，而且价格便宜了数千倍。

结果是研究人员认为具有最高纵横比的长度的膜，但迄今为止，任何Lightsail设计的纳米级厚度。研究人员希望他们的方法不仅可以帮助人类到达星星，还可以推动纳米级工程的极限。

贝萨说：“我们在这里使用的新机器学习和优化技术非常笼统。”“我们可以使用它们来为不同的目的创建许多不同的事物。这实际上只是开始。我们可能正处于解决迄今为止一直无法解决的工程问题的边缘。”