Een klein zeil gemaakt van het dunste materiaal dat bekend is - één koolstofatoom dik grafeen - heeft de eerste tests doorstaan ​​die waren ontworpen om aan te tonen dat het een levensvatbaar materiaal zou kunnen zijn om zonnezeilen voor ruimtevaartuigen te maken.

Lichtzeilen zijn een van de meest veelbelovende bestaande ruimtevaarttechnologieën die ons in staat zouden kunnen stellen om binnen vele decennia andere sterrenstelsels te bereiken.

Traditionele ruimtevaartuigen vervoeren brandstof voor hun reizen en maken gebruik van complexe baanmanoeuvres rond andere planeten. Maar het gewicht van de brandstof maakt ze moeilijk te lanceren en ingewikkelde flyby-manoeuvres verlengen de reis aanzienlijk.

Zonnezeilen hebben geen brandstof nodig. Ruimtevaartuigen die ermee zijn uitgerust, zijn dus veel lichter en gemakkelijker te lanceren.

Twee ruimtevaartuigen die de afgelopen tien jaar zijn gevlogen, hebben de technologie al gedemonstreerd, maar ze gebruikten zeilen van polyimide en mylar, een polyesterfolie.

Grafeen is veel lichter. Om te testen of het als zeil kan worden gebruikt, onderzoekers gebruikten een schroot van slechts 3 millimeter breed.

Ze lieten het vallen van een 100 meter hoge toren in Bremen, Duitsland, om te testen of het werkte onder vacuüm en in microzwaartekracht.

Toen het zeil eenmaal in vrije val was - waardoor de effecten van de zwaartekracht effectief werden geëlimineerd - schenen ze er een reeks laserlichten op, om te zien of het zou fungeren als een zonnezeil.

Door een laser van 1 watt te laten schijnen, versnelde het zeil tot wel 1 m/s2 vergelijkbaar met de versnelling van een kantoorlift, maar voor zonnezeilen gaat de versnelling door zolang zonlicht de zeilen blijft raken, ruimtevaartuigen naar steeds hogere snelheden brengen.

"Het maken van grafeen is relatief eenvoudig en kan gemakkelijk worden opgeschaald tot kilometers brede zeilen, hoewel de inzet van een gigantisch zeil een serieuze uitdaging zal zijn, " zegt Santiago Cartamil-Bueno, leider van het GrapheneSail-team en directeur van SCALE Nanotech, een onderzoeksstart-upbedrijf dat actief is in Estland en Duitsland.

SCHAAL Nanotech zoekt nu strategische partners om de technologie op te schalen voor een eventuele test in de ruimte. De productontwikkeling van de zeiltechnologie wordt momenteel versneld door ESA's Business Incubator Center in Hessen en Baden-Württemberg, Duitsland.

Astrid Orr van ESA's onderzoeksprogramma naar menselijke ruimtevaart houdt toezicht op natuurwetenschappelijke experimenten in gewichtloosheid voor menselijke en robotverkenning.

Ze zegt:"Dit project is een prachtig voorbeeld van wetenschappelijk onderzoek dat in gewichtloosheid kan worden uitgevoerd zonder de aarde te verlaten.

"Het is fascinerend om grafeen te laten vallen en er met lasers op te schieten. Te bedenken dat dit onderzoek wetenschappers zou kunnen helpen om instrumenten door het zonnestelsel te sturen en, als men durft te dromen, naar verre sterrenstelsels in de komende jaren is de kers op de taart."