Om du är en Star Trek fläkt, du kommer naturligtvis att känna till "traktorbalkar", de coola laserstrålar som kan ta ett föremål i rymden och det drar bakåt mot strålens källa (inklusive fångande rymdskepp som onda utlänningar ofta skulle göra). De är en annan långvarig häftklammer i science fiction som nu är närmare science reality. NASA arbetar nu med att utveckla just sådan teknologi, vilket främst skulle hjälpa till att få materialprover i verkliga rymdsuppdrag, till exempel på Mars eller en asteroid eller komet.
En studie på 100 000 dollar för att titta på tre möjliga metoder har tilldelats NASA: s Goddard Space Flight Center av NASA-kontoret för Chief Technologist (OCT). Enligt huvudutredaren Paul Stysley: ”Även en grundpelare i science fiction och Star Trek i synnerhet är laserbaserad fångst inte vacker eller utöver det nuvarande tekniska kunnandet. "
Metoderna som utvecklas kan fånga och flytta partiklar av materia eller till och med enstaka molekyler, virus eller celler med hjälp av ljuskraften - kanske inte ett annat rymdskepp ännu, men principen är densamma.
NASA har använt olika metoder för provhämtning, alla med stor framgång, inklusive airgel påStardust rymdskepp för att erhålla dammprover från kometen Wild 2 och skopor, borstar och verktyg för att klippa sten på olika Mars-landare och rovers för att hämta sten- och markprover. På nästa Mars-rover, Curiosity, som kommer att lanseras senare den här månaden kommer det att finnas en skopa såväl som en borr. Det kommer också att ha en laserstråle för att zappa berg så att de resulterande partiklarna kan analyseras; inte riktigt samma som en traktorbalk men ändå cool.
Den första tekniken som studeras är den optiska virvel- eller ”optiska pincett” -metoden som använder två motstridande ljusstrålar. Partiklar är begränsade till den "mörka kärnan" i de överlappande balkarna. Partiklar kan flyttas längs ringens centrum genom att växla styrkan eller svagheten hos en av balkarna. Den enda fången med denna metod är att den kräver en atmosfär för att fungera. Idealt då kanske för på ytan av Mars eller Titan till exempel, men inte för en asteroid eller annan luftlös kropp.
Den andra tekniken använder optiska magnetventiler, där intensiteten toppar spiral runt spridningsaxeln. Partiklar kan dras bakåt längs hela balkens längd, och det kan fungera i ett vakuum, ingen atmosfär behövs.
Båda dessa teknikerna har testats i laboratoriet, men den tredje metoden har hittills inte gjort det. Den använder vad som kallas en Bessel-stråle, som, till exempel, projiceras på en vägg, har ljusringar som omger den centrala ljuspunkten. Effekten liknar att titta på krusningar som omger platsen där en sten har tappats i en vattenpool. Andra typer av laserstrålar uppvisar emellertid inte detta men uppträder endast som en enda ljuspunkt. En sådan stråle skulle kunna inducera elektriska och magnetiska fält i ett objekts väg, som sedan kan dra föremålet bakåt.
Enligt teammedlem Barry Coyle, ”Vi vill se till att vi förstår dessa metoder noggrant. Vi har hopp om att en av dessa kommer att fungera för våra ändamål. ” Han tillade: ”Vi är vid startgrinden för det här. Detta är en ny applikation som ingen har gjort anspråk på ännu. ”
En mer teknisk översikt över traktorns balkar är praktiskt.
