Если вы Звездный путь Фанат, вы, конечно, будете знакомы с «лучами трактора», теми прохладно выглядящими лазерными лучами, которые могут захватывать объект в космосе и тянуть его назад к источнику луча (включая захват космического корабля, как это часто делают злые инопланетяне). Они - еще одна давняя основа научной фантастики, которая сейчас ближе к научной реальности. В настоящее время НАСА работает над разработкой именно такой технологии, которая поможет в первую очередь получить образцы материалов в реальных космических полетах, таких как на Марсе, астероиде или комете.
Офис Главного технолога (OCT) НАСА в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА получил исследование стоимостью 100 000 долларов США. По словам главного исследователя Пола Стисли, «Хотя основа научной фантастики и Звездный путь в частности, лазерное улавливание не является причудливым или выходит за рамки современных технологических ноу-хау ».
Разрабатываемые методы могут улавливать и перемещать частицы вещества или даже отдельные молекулы, вирусы или клетки, используя силу света - может быть, это еще не другой космический корабль, но принцип тот же.
НАСА использовало различные методы отбора проб, все с большим успехом, в том числе аэрогель назвездная пыль космический корабль для получения образцов пыли из кометы Wild 2 и совков, щеток и инструментов для абразивного скального разложения на различных марсановских марсоходах и марсоходах для отбора образцов горных пород и почвы. На следующем марсоходе Curiosity, который должен быть запущен в конце этого месяца, будет как совок, так и дрель. Он также будет иметь лазерный луч, чтобы убирать камни, чтобы можно было анализировать полученные частицы; не совсем то же самое, что луч трактора, но все равно круто.
Первым изучаемым методом является метод оптического вихря или «оптического пинцета», в котором используются два встречных пучка света. Частицы ограничены «темным ядром» перекрывающихся лучей. Частицы могут перемещаться вдоль центра кольца, чередуя силу или слабость одного из лучей. Единственный улов этого метода в том, что для его работы требуется атмосфера. Идеально тогда, может быть, для поверхности Марса или Титана, например, но не для астероида или другого безвоздушного тела.
Во втором методе используются оптические соленоидные пучки, где пики интенсивности спиральны вокруг оси распространения. Частицы могут быть вытянуты назад по всей длине пучка, и он может работать в вакууме, без необходимости в атмосфере.
Обе эти методики были испытаны в лаборатории, но третий метод до сих пор не прошел. Он использует так называемый луч Бесселя, который при проецировании, например, на стену, имеет кольца света, окружающие центральную точку света. Эффект похож на просмотр ряби, окружающего место, где галька упала в лужу воды. Однако другие типы лазерных лучей не проявляют этого, появляясь только как одна точка света. Такой луч может вызвать электрические и магнитные поля на пути объекта, которые затем могут оттянуть объект назад.
По словам члена команды Барри Койла: «Мы хотим убедиться, что мы хорошо понимаем эти методы. Мы надеемся, что один из них будет работать для наших целей ». Он добавил: «Мы находимся у стартовых ворот на этом. Это новое приложение, на которое еще никто не претендовал ».
Более технический обзор практичности тракторных балок здесь.
