Wenn du eine ... bist Star Trek Fan, Sie werden natürlich mit „Traktorstrahlen“ vertraut sein, diesen cool aussehenden Laserstrahlen, die ein Objekt im Weltraum erfassen und rückwärts zur Strahlquelle ziehen können (einschließlich des Einfangens von Raumfahrzeugen, wie es böse Außerirdische oft tun würden). Sie sind eine weitere langjährige Grundlage der Science-Fiction, die der wissenschaftlichen Realität jetzt näher kommt. Die NASA arbeitet derzeit an der Entwicklung einer solchen Technologie, die in erster Linie dazu beitragen würde, Materialproben in realen Weltraummissionen wie auf dem Mars oder einem Asteroiden oder Kometen zu erhalten.
Das Goddard Space Flight Center der NASA hat vom NASA-Büro des Chief Technologist (OCT) eine 100.000-Dollar-Studie zur Untersuchung von drei möglichen Methoden erhalten. Paul Stysley, Principal Investigator, sagte: „Obwohl eine tragende Säule in der Science-Fiction, und Star Trek Insbesondere das laserbasierte Einfangen ist nicht phantasievoll oder geht über das derzeitige technologische Know-how hinaus. "
Die entwickelten Methoden können Materieteilchen oder sogar einzelne Moleküle, Viren oder Zellen mit der Kraft des Lichts einfangen und bewegen - vielleicht noch kein anderes Raumschiff, aber das Prinzip ist dasselbe.
Die NASA hat verschiedene Methoden zur Probenentnahme angewendet, alle mit großem Erfolg, einschließlich Aerogel auf derSternenstaub Raumschiff, um Staubproben vom Kometen Wild 2 zu erhalten und Schaufeln, Bürsten und Gesteinsabriebwerkzeuge auf verschiedenen Marslandern und -rovern, um Gesteins- und Bodenproben zu entnehmen. Auf dem nächsten Marsrover, Curiosity, der später in diesem Monat auf den Markt kommen soll, wird es eine Schaufel sowie eine Übung geben. Es wird auch einen Laserstrahl zum Zappen von Gesteinen geben, damit die resultierenden Partikel analysiert werden können. nicht ganz das gleiche wie ein Traktorstrahl, aber trotzdem cool.
Die erste untersuchte Technik ist die Methode des optischen Wirbels oder der „optischen Pinzette“, bei der zwei sich gegenläufig ausbreitende Lichtstrahlen verwendet werden. Die Partikel sind auf den „dunklen Kern“ der überlappenden Strahlen beschränkt. Partikel können entlang der Ringmitte bewegt werden, indem die Stärke oder Schwäche eines der Strahlen gewechselt wird. Der einzige Haken bei dieser Methode ist, dass zum Arbeiten eine Atmosphäre erforderlich ist. Ideal dann vielleicht zum Beispiel auf der Oberfläche von Mars oder Titan, aber nicht für einen Asteroiden oder einen anderen luftlosen Körper.
Die zweite Technik verwendet optische Magnetstrahlen, bei denen die Intensitätsspitzen um die Ausbreitungsachse spiralförmig sind. Die Partikel können über die gesamte Länge des Strahls nach hinten gezogen werden und im Vakuum betrieben werden, ohne dass eine Atmosphäre erforderlich ist.
Beide Techniken wurden im Labor getestet, die dritte Methode jedoch noch nicht. Es wird ein sogenannter Bessel-Strahl verwendet, der, wenn er beispielsweise auf eine Wand projiziert wird, Lichtringe aufweist, die den zentralen Lichtpunkt umgeben. Der Effekt ähnelt dem Betrachten von Wellen, die die Stelle umgeben, an der ein Kieselstein in ein Wasserbecken gefallen ist. Andere Arten von Laserstrahlen weisen dies jedoch nicht auf und erscheinen nur als einzelner Lichtpunkt. Ein solcher Strahl könnte elektrische und magnetische Felder im Weg eines Objekts induzieren, die das Objekt dann nach hinten ziehen könnten.
Teammitglied Barry Coyle: „Wir möchten sicherstellen, dass wir diese Methoden gründlich verstehen. Wir hoffen, dass eines davon für unsere Zwecke funktioniert. “ Er fügte hinzu: "Wir sind hier am Start. Dies ist eine neue Anwendung, die noch niemand beansprucht hat. “
Eine technischere Übersicht über die Praktikabilität von Traktorbalken finden Sie hier.
