A tecnologia de velas leves é um conceito fascinante e uma mudança radical na propulsão de foguetes. Pode não ser grande e impressionante como o Saturn V, o vaivém espacial ou o novo foguetão Starship, mas quando se trata de viajar entre as estrelas, as velas leves podem ser a resposta. E que melhor material para construir as velas do que algo que me dá vontade de repetir continuamente… Falo sobre cristais fotônicos. Parece saído de um episódio de Star Trek, mas um novo artigo examina sua viabilidade.
O conceito de velas leves é bastante simples. Em vez de uma vela de tecido presa a um navio que aproveita a força do vento, as velas leves aproveitam a força da luz para impulsionar naves espaciais através do cosmos. Eles dependem da pressão dos fótons emitidos por uma poderosa fonte de luz, como um laser, para gerar baixos níveis de impulso.
A ideia é que os fótons de luz carregam impulso e exercem uma força quando são refletidos em uma superfície. A implantação de velas grandes e superfinas feitas de material reflexivo como Mylar – da mesma variedade comumente usada na astronomia amadora para observar o Sol – a espaçonave pode ser empurrada, acelerando lentamente, mas eventualmente a velocidades surpreendentes.
Embora as velas leves possam não tirar uma nave espacial do solo e colocá-la em órbita, uma vez implantada no espaço, a longa e lenta aceleração é uma forma muito eficiente de viajar pelo espaço. Isto não é apenas ficção científica, o projeto Starshot Breakthrough tornou-se líder no campo do desenvolvimento de uma nave espacial para enviar humanos para Proxima Centauri (4,3 anos-luz de distância) durante a vida humana.
Um artigo publicado recentemente por uma equipe liderada por Jin Chang explora a possibilidade de um novo material para velas leves conhecido como nanocristais fotônicos fabricados. Esses cristais são nanoestruturas ópticas (entre escalas microscópicas e moleculares) onde o índice de refração muda periodicamente. Estes ocorrem na natureza, no reino animal, por exemplo, na natureza reflexiva dos olhos de cães e gatos.
A equipe mostra como um cristal fotônico de nitreto de silício com uma fina membrana de silício pode atingir altos níveis de refletividade nos comprimentos de onda de 1300 nm a 1500 nm necessários para velas leves. O potencial das velas é significativo, com as técnicas de fabrico capazes de atingir vários metros, o que pode muito bem preparar o cenário para, finalmente, se não lentamente, enviar humanos através da galáxia.
