轻帆技术是一个引人入胜的概念，也是火箭推进的一步变化。它可能不像土星五号、航天飞机或新的星际飞船火箭那样大而令人印象深刻，但当谈到在星际之间旅行时，轻帆可能就是答案。还有什么更好的材料来建造帆，这让我想一遍又一遍地说......我谈论光子学晶体。这听起来就像是《星际迷航》的一集，但一篇新论文研究了它们的可行性。
光帆的概念其实很简单。光帆不是附着在船上的织物帆，而是利用光力推动航天器穿越宇宙。它们依靠强大的光源(如激光)发出的光子的压力来产生低水平的推力。
这个想法是光的光子在从表面反射时携带动量并施加力。部署由聚酯薄膜等反光材料制成的大型超薄帆 - 与业余天文学中通常用于观察太阳的品种相同 - 航天器可以被推动，缓慢加速，但最终达到惊人的速度。
虽然光帆可能无法让宇宙飞船离开地面并进入轨道，但一旦部署在太空中，长时间缓慢的加速是一种非常有效的太空旅行方式。这不仅仅是科幻小说，Starshot Breakthrough项目已成为该领域的领导者，开发一种航天器，在人类有生之年将人类送往4.3光年外的比邻星。
由Jin Chang领导的团队最近发表的一篇论文探讨了一种称为纳米制造光子晶体的光帆新材料的可能性。这些晶体是光学纳米结构(在微观和分子尺度之间)，折射率周期性变化。这些发生在自然界、动物王国中，例如猫和狗眼睛的反射性质。
相机闪光灯从毡状灵芝反射
该团队展示了具有薄硅膜的氮化硅光子学晶体如何在光帆所需的1300nm至1500nm波长中实现高水平的反射率。帆的潜力是巨大的，制造技术能够扩展到几米，这很可能为最终(如果不是缓慢的话)将人类送入银河系奠定基础。
