光帆技术是一个令人着迷的概念，也是火箭推进领域的一次重大变革。它可能不像土星五号、航天飞机或新型星舰火箭那样庞大和令人印象深刻，但当谈到星际旅行时，光帆可能就是答案。还有什么更好的材料可以用来建造帆呢?这让我想一遍又一遍地说：光子晶体。这听起来就像是《星际迷航》中的场景。插曲，但一篇新论文检验了它们的可行性。

光子晶体可能正是BreakthroughStarshot正在寻找的东西

光帆的概念其实非常简单。光帆不是利用风的力量附着在船上的织物帆，而是利用光的力量来推动航天器穿越宇宙。它们依靠激光等强大光源发射的光子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——与业余天文学中常用的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飞船离开地面进入轨道，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，StarshotBreakthrough项目已成为开发将人类送往比邻星4.3的航天器领域的领导者在人的一生中)。光年

近期在arXiv预印本服务器上发表的论文发表JinChang领导的团队探索了一种用于光帆的新材料(称为纳米制造光子晶体)的可能性。这些晶体是光学纳米结构(介于微观和分子尺度之间)，其折射率周期性变化。这些现象存在于自然界中的动物王国，例如猫和狗眼睛的反射性质。

该团队展示了具有薄硅膜的氮化硅光子晶体如何在光帆所需的1300nm至1500nm波长范围内实现高水平的反射率。帆的潜力是巨大的，其制造技术能够扩大到几米，这很可能为最终(如果不是缓慢的话)将人类送往银河系奠定基础。