La visione di Stephen Hawking, l'illustre astrofisico, sta per diventare realtà. In un'innovativa collaborazione tra la Brown University e la TU Delft, sono state sviluppate delle vele luminose pionieristiche. Queste vele, più economiche e velocemente realizzabili, potrebbero trasformare le missioni spaziali come Starshot, rendendo possibile raggiungere le stelle vicine in decenni anziché in millenni. Secondo quanto riportato nella rivista Nature Communications, i ricercatori hanno creato un prototipo di vela luminosa utilizzando materiali ultraleggeri e altamente riflettenti, ottimizzati attraverso l'Intelligenza Artificiale (IA).

Un aspetto sorprendente è la comparazione con la sonda Voyager 1 della NASA, lanciata nel 1977 e che ha percorso oltre 15 miliardi di miglia nello spazio profondo; è una distanza incredibile, ma equivale a meno dell'1% della strada che la separa da Alpha Centauri, la stella più vicina al nostro Sole. Per coprire distanze interstellari in un tempo utile per l'umanità, è necessario viaggiare a velocità mai raggiunte prima dalle nostre sonde. Ecco che entra in gioco la vela luminosa, un foglio estremamente sottile di materiale riflettente che utilizza la pressione della luce, simile a come il vento muove una barca a vela. Questa tecnologia potrebbe ridurre il tempo di viaggio alle stelle da migliaia a solo pochi decenni.

Se i modelli iniziali, come il Lightsail 2, hanno già dimostrato il funzionamento delle vele luminose in orbita terrestre, il nuovo studio rappresenta un ulteriore passo in avanti. Il prototipo di vela realizzato ha una larghezza di 60 millimetri e uno spessore di soli 200 nanometri, e presenta miliardi di fori su scala nanometrica per ottimizzare peso e riflettività.

Miguel Bessa, professore alla Brown University, sottolinea l'importanza della collaborazione tra teorici e sperimentatori, evidenziando che questo è il primo passo verso la costruzione pratica di una vela luminosa su scala sufficiente per viaggi interstellari. I ricercatori hanno dimostrato che il processo di fabbricazione è scalabile e può essere realizzato in modo economicamente vantaggioso.

Ma quali sono le potenzialità di queste vele? La ricerca è fondamentale per realizzare progetti ambiziosi come la Breakthrough Starshot Initiative, che mira a inviare microscopiche navette spaziali verso Alpha Centauri utilizzando potenti laser terrestri per accelerare le vele luminose. I materiali utilizzati, come il nitruro di silicio monostrato, offrono leggerezza e resistenza, fondamentali per massimizzare l'efficienza.

Il processo di ottimizzazione ha comportato la progettazione di fori di dimensioni nanometriche per migliorare la riflettività e ridurre il peso, essenziali per un'accelerazione rapida. I ricercatori della TU Delft hanno realizzato il prototipo in laboratorio con un nuovo metodo di incollaggio, riuscendo a produrre una vela robusta ma leggera.

Inoltre, se in passato la fabbricazione tramite metodi tradizionali richiedeva fino a 15 anni, i nuovi metodi sviluppati da Norte hanno permesso di produrre le vele in circa un giorno e a costi drasticamente inferiori. Si tratta di un traguardo che non solo ci avvicina a viaggi interstellari, ma spinge anche i confini dell'ingegneria nanometrica. Bessa ha evidenziato che queste tecnologie di apprendimento automatico e ottimizzazione potrebbero essere applicate a una vasta gamma di applicazioni ingegneristiche, ponendo così le basi per una nuova era di innovazione.