İşıq yelkəni texnologiyasında istifadə olunan materiallar çox ciddi fiziki tələblərə cavab verməlidir. Bu materiallar çox yüngül olmalı, üzərinə tətbiq olunan enerjinin təsirindən əriyib sıradan çıxmamalı və təzyiqə dözməli, amma qırılmamalıdır. Dünyanın müxtəlif elmi tədqiqat qrupları bu tələblərə cavab verə biləcək materiallar üzərində işləyir. Pensilvaniya Universitetindən bir qrup tədqiqatçının yeni məqaləsi isə bu istiqamətdə ən funksional işıq yelkəni materialının təcrübə nəticələrini təqdim edir.

Müasir işıq yelkəni dizaynlarında yaxın ulduzlardan gələn fotonları deyil, lazer işığından istifadə edilir. Bu yanaşma, "Breakthrough Starshot Initiative" layihəsinin bir hissəsi olaraq, bir proble işığın sürətinin 20%-nə qədər sürətləndirərək Alfa Sentavra göndərməyi nəzərdə tutur. Bunun baş verməsi üçün isə yelkən materialının yuxarıda qeyd olunan üç əsas xüsusiyyəti daşıması vacibdir.

Tədqiqatçılar bu məqsəd üçün üç təbəqəli bir material hazırlayıblar. Materialın "nüvəsi" molibden disulfiddən ibarətdir ki, bu da yüksək əks etdirmə qabiliyyətinə görə seçilir. Əvvəllər bu materialın böyük və hamar təbəqələrini istehsal etmək çətin idi, lakin tədqiqatçılar iki mərhələli bir proses hazırlayıblar. Birinci mərhələdə molibden bir substratın üzərinə püskürtülür. Daha sonra molibden yüksək temperaturda kimyəvi buxar çökdürmə kamerasına yerləşdirilir və hidrogen sulfid qazı əlavə olunur. Bu proses 750°C-də molibdeni molibden disulfidə çevirir.

Molibden nüvəsinin hər iki tərəfində isə alüminium oksid (alumina) təbəqəsi yerləşdirilib. Bu material termal emissivliyinə görə seçilib. Lazer işığının molibden nüvəsinə birbaşa keçməsinə imkan verir, lakin infraqırmızı dalğa uzunluğunda istiliyi radiasiya edərək yelkənin özünü soyutmasına kömək edir.

Materialın dizaynında başqa bir xüsusiyyət də yelkənin altıbucaqlı struktura malik dalğalı quruluşudur. Bu struktur, materialın müəyyən nöqtələrdə əyilməsinə imkan verir, eyni zamanda stressin tək bir nöqtəyə yığılmasının qarşısını alır və qırılma riskini azaldır.

Təcrübə nəticələrinə əsasən, yeni material əvvəlki işıq yelkəni materiallarından əhəmiyyətli dərəcədə üstün performans göstərib. Lazer işığının 50%-ni əks etdirə bilib və yalnız 4%-ni udub. Bu, əvvəlki materiallardan çox daha aşağı udma göstəricisidir.

Lakin dalğalı struktur materialın elastikliyini artırsa da, ağırlığını bir qədər artırır. Materialın ümumi sahə sıxlığı təxminən 0.7 q/m²-dir ki, bu da düz struktur üçün olan 0.5 q/m²-dən yüksəkdir. "Breakthrough Starshot" layihəsinin məqsədi isə bu göstəricini 0.1 q/m²-ə endirməkdir. Bu hədəfə çatmaq üçün material elmi sahəsində hələ çox iş görülməlidir.

Ümumilikdə, bu tədqiqat işıq yelkəni texnologiyasının tamamilə funksional bir mərhələyə çatması yolunda daha bir addım kimi qiymətləndirilir. Lakin bu missiyanın uğurla həyata keçirilməsi üçün hələ çox başqa inkişaflara ehtiyac var. Yelkən materialı yalnız bu böyük məqsədin bir hissəsidir. Daha çox tədqiqatçının bu texniki çağırışlara qoşulması ilə insanlıq bir gün ulduzlararası səyahət edən bir növ olmağa daha yaxınlaşacaq.