Tuleviku kosmosesondid võiksid liikuda grafeenpurjede jõul ({{contentCtrl.commentsTotal}})

Grafeeniga täiendatud päikesepurje mass oleks tavapärastest oluliselt väiksem.
Grafeeniga täiendatud päikesepurje mass oleks tavapärastest oluliselt väiksem. Autor/allikas: ESO/Y. Beletsky/Dr. Santiago Jose Cartamil-Bueno

Eesti e-residendi tehtud katsed viitavad, et päikesepurjede massi annaks vähendada oluliselt grafeeni, ühe aatomkihi paksuste süsinikulehtede abil. Kaugemas tulevikus võiksid kanda need uurimisaparaate ka teistesse planeedisüsteemidesse.

Tehtavast uurimistööst võib tõusta kasu ka mujal. Santiago Cartamil-Bueno iduettevõte ScaleNanotech töötab la grafeenipõhiste ekraanide kallal. "Lihtsustades on tehnoloogia üldjoontes väga sarnane. Peamise erinevusena on ühel aluspind all, sest meil on vaja piksleid kontrollida. Kui ühe projekti kallal töötades midagi saavutame, saame seda seega kohe teise juures rakendada. Veidral kombel on päikesepurje tehnoloogiline tase palju madalam," selgitas Cartamil-Bueno.

Nüüd ilmunud töö juured ulatuvad mõne aasta taha. Cartamil-Bueno doktoritöö valiti Euroopa Kosmoseagentuuri "Drop your thesis!" konkursi võitjaks. Auhinnana anti doktorandile võimalus kukutada Saksamaal Bremeenis asuvast 146-meetrisest tornist mitu korda tema loodud eksperimenti. Kukkumise käigus tekib kukutatava vaakumsilindri sees kaaluta olek. Umbes nelja sekundi vältel oli Cartamil-Buenol võimalus jälgida, kui palju kiirendab grafeeniga täiendatud väikest päikesepurje laserivalgus.

"Viiest katsest neli läksid luhta ja ka päris viimane ei kulgenud päris ideaalselt. Nägime, et olime õige rajal, kuid millegi kindlama järeldamiseks on vaja teha täiendavaid katseid," meenutas Cartamil-Bueno. Uuesti pääses ta kaaslastega ZARM-i torni katseid tegema järeldoktorantuuri järel. Seekord õnnestus kümnest katsest seitse. Neist igaühe ülesseadmine võttis neli tundi. Katsetes ulatus purje kiirendus maksimaalselt 1 m/s2.

Testitud purje ülesehitus erineb varem proovile pandutest. Tavalisest valmistatakse päikesepurjeid õhukese metalliga kaetud polüesterkilest. Keskmiselt 0,001 millimeetri paksune Mylar on ühtaegu tugev ja vastupidav.

Suuremate kosmosesondide kiirendamiseks peaks ulatuma purjede pindala aga ruutkilomeetriteni, mis annab kokku märkimisväärse massi. Cartamil-Bueno kasutatav kangas koosneb ligi 40 protsendi ulatuses aukudest, mida katavad kaks grafeenikihti. Grafeen on piisavalt tugev, et hoida paigas ka valgust peegeldavat metallikihti.

Kuigi grafeen pole täiesti massitu, vähenes sellega purje mass ligi 40 protsenti. "Ennustame, et saame minna sellega veelgi kaugemale. Ilmselt võiksid moodustada grafeeniga kaetud augud ka 80 protsenti," sõnas Cartamil-Bueno. Selle lõplikuks tõestamiseks tuleb teha täiendavaid eksperimente ja panna proovile suuremaid purjeid. Praegu proovile pandud purje läbimõõt ulatus vaid kolme millimeetrini.

Katsete käigus kogutud andmed pakuvad teadlastele peamurdmist teiseski suunas. Mõõdetud kiirendus oli mitu korda suurem, kui oleks saanud ennustada vaid laserkiire rõhu põhjal. Töörühm oletab, et grafeenpurjel leidus väikesi molekule, mis paiskusid purje soojenemisel selle pinnalt ühes kindlas suunas, tõugates selle käigus purje teisele poole. Oletuse proovile panemiseks on tarvis aga taas lisakatseid.

Uurimus ilmus ajakirjas Acta Astronautica.


Kuidas sai Hollandis õppinud Hispaania juurtega Saksamaal tegutsevast uurijast Eesti e-resident?
Mõtlesin Saksamaal ettevõtjaks hakkamisele. Kuigi keele- ja kultuuribarjäär oli madalam kui mõnes teises riigis, olid sel omad väljakutsed. Ajasin dokumente umbes aasta, kuid lõpuks soovis perekond, et sellega kuhugi jõuaksin. Otsustasin veel kord proovida. Millegipärast oli mulle meelde jäänud, et Eesti pakub e-residentsuse skeemi.

Võtsin mesinädalate ajal (naise pahameeleks) kümme minutit, täitsin blanketid digitaalselt ära ja tegin isegi enda pildi telefoniga. Politsei vastas kiiresti. Sain teada, et saan oma e-residendi kaardi Brüsselist kätte ja asutada seejärel oma ettevõtte. Kõik oli fantastiline ja ladus: kiire, digitaalne ja inglise keeles.

Toona tahtsin keskenduda eeskätt grafeenekraanidele. Kuna sain ettevõtte nii kiiresti asutatud, sain taotleda Euroopast paari granti, mida poleks ma muidu saanud ning mul oli võimalus ekraani edasi arendada. Ootasin seejuures, et teised grandisaajad on ettevõtjad, kuid neist enamik olid tegelikult teadlased. Nõnda muutsin ka ise suunda ja ekraani tootmisele orienteeritud firmast sai hoopis teadusettevõte.

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: