Ciekły kryształ steruje sondą kosmiczną

Naukowcy z Japońskiej Agencji Badań Kosmosu (JAXA) wykorzystali własności ciekłych kryształów do skonstruowania urządzenia, które pozwala kierować sondą kosmiczną. W połowie lipca przeprowadzono eksperyment, który dowiódł słuszności ich teorii.

Cecha paneli LCD, która pomogła w sterowaniu sondą IKAROS, to zdolność do wpływania na własności przepuszczanego przez nie światła. Sterowanie światłem polega na "włączaniu" lub "wyłączaniu" pikseli ekranu. W efekcie otrzymujemy ciemny bądź jasny obraz.

Japońscy naukowcy skonstruowali tak zwany żagiel słoneczny, który pokryty został częściowo panelami ciekłokrystalicznymi (żółty kolor na ilustracji powyżej). Dla przypomnienia – żagiel słoneczny to bardzo cienki kawałek folii, który w kosmosie spełnia podobną rolę jak żagle w jachtach na Ziemi. W kosmosie jednak rolę wiatru spełnia światło słoneczne. Ponieważ w kosmosie panuje próżnia i prawie nic nie stawia oporu, padające na żagiel światło jest w stanie pchnąć przyczepiony do żagla pojazd - stąd nazwa "żagiel słoneczny". Na Ziemi światło nie wywoła takiego efektu, gdyż nie byłoby w stanie pokonać oporu stawianego przez powietrze czy uchwyt żagla.

Skoro wiemy co światło potrafi zrobić z żaglem w kosmosie, wróćmy do ciekłych kryształów. Niezależnie od tego czy panele ciekłokrystaliczne są zasilane czy nie, żagiel sondy IKAROS odbija światło. Jednak gdy panele nie są zasilane, światło odbija się chaotycznie we wszystkich kierunkach (prawa strona rysunku). Po zasileniu paneli ciekłokrystalicznych światło odbija się z kolei dokładnie w kierunku padania – ma to związek z wymuszeniem uporządkowanego kierunku ruchu promieni świetlnych przez „włączony” panel ciekłokrystaliczny (lewa strona rysunku).

Co nam to daje? Włączając panele po lewej stronie żagla, a te po prawej pozostawiając wyłączone, wywołamy różnice w nacisku na obie strony żagla - lewa część będzie odczuwała większy nacisk niż prawa. W efekcie żagiel obróci się, a wraz z nim sonda. Taki właśnie efekt udało się uzyskać zespołowi IKAROS. Najlepiej widać to na poniższym filmie – proponujemy przewinąć od razu do 11 minuty 30 sekundy pokazu.

Choć może to zabrzmieć nieco dziwnie, w przypadku niezbyt cieżkich sond kosmicznych zastosowanie żagla pokrytego panelami ciekłokrystalicznymi może pozwolić na sterowanie pojazdem przy minimalnych nakładach energii. Do wykonywania manewrów sonda nie będzie musiała zużywać zwykłego paliwa, które w kosmosie jest na wagę złota. Ekrany ciekłokrystaliczne pobierają niewiele mocy, a do ich zasilenia wystarczą baterie słoneczne.

Oczywiście opisany przez nas eksperyment to tylko praktyczne potwierdzenie niektórych zalet technologii ciekłych kryształów. Czy to rozwiązanie znajdzie praktyczne zastosowanie? Na pewno nieprędko i raczej nie na Ziemi. Prawdopodobnie szybciej doczekamy się procesorów w technologii 20 nm czy superszybkich i ogólnodostępnych łączy optycznych.

Źródło: JAXA

Polecamy artykuły:
Najlepsze bezpłatne gry do pobrania	Test GPGPU: NVIDIA Fermi vs ATI Evergreen	Chłodzenie przy 4.0 GHz - woda vs powietrze