Tàu nano dùng laser để tạo lực đẩy chỉ là một loại trong nhóm nhiều tàu liên sao có tên là buồm ánh sáng. Giống như thuyền buồm dùng sức đẩy của gió, buồm ánh sáng tận dụng áp lực ánh sáng từ Mặt Trời hoặc laser. Trên thực tế, nhiều quy tắc lái thuyền buồm cũng áp dụng được cho cả buồm ánh sáng ngoài không gian.
Ánh sáng cấu thành từ các hạt gọi là photon. Khi photon chạm vào vật cản, nó sẽ tạo một áp lực rất nhỏ. Do áp lực ánh sáng quá nhỏ nên suốt một thời gian dài, các nhà khoa học không biết đến sự tồn tại của nó. Johannes Kepler là người đầu tiên chú ý đến tác động này khi nhận thấy, trái với những dự tính, đuôi sao chổi luôn hướng ra xa Mặt Trời. Ông phỏng đoán chính xác rằng chính áp lực ánh sáng Mặt Trời tạo nên đuôi sao khi thổi bụi và tinh thể băng của sao chổi bay xa khỏi Mặt Trời.
Trong cuốn From the Earth to the Moon, Jules Verne đã dự báo về buồm ánh sáng như sau: “Rồi một ngày sẽ xuất hiện những vận tốc lớn hơn như thế này rất nhiều và ánh sáng hoặc điện sẽ là tác nhân tạo ra chuyển động đó…sẽ có ngày chúng ta du hành tới Mặt Trăng, các hành tinh và các vì sao.”
Tsiolkovsky cũng từng phát triển xa hơn ý tưởng về buồm quang năng hay tàu vũ trụ dùng áp lực ánh sáng từ Mặt Trời. Nhưng lịch sử buồm quang năng không được liền mạch. NASA không xem nó là ưu tiên. Buồm quang năng Cosmos 1 của Hội Hành tinh (Planetary Society) năm 2005 và NanoSail-D của NASA năm 2008 đều thất bại khi phóng. Tiếp sau đó, NASA phóng NanoSail-D2 vào quỹ đạo thấp năm 2010. Lần phóng buồm quang năng ra khỏi quỹ đạo Trái Đất thành công duy nhất là do người Nhật thực hiện vào năm 2010. Vệ tinh IKAROS mang theo cánh buồm kích thước 14x14 m và được cấp năng lượng bằng áp lực ánh sáng Mặt Trời. Nó tới được Sao Kim sau sáu tháng, nhờ đó chứng minh buồm quang năng là công nghệ khả thi.
Ý tưởng này vẫn dần dần thấm sâu dù chưa đạt được nhiều tiến triển. Cơ quan Vũ trụ châu Âu (European Space Agency) đang dự tính phóng buồm Gossamer để “đánh đuổi” hàng ngàn mảnh rác vụn vũ trụ bay xung quanh Trái Đất.
Gần đây, tôi mới thực hiện phỏng vấn Geoffrey Landis, nhà khoa học của NASA, cựu sinh viên Đại học MIT, hiện đang làm việc trong chương trình Sao Hỏa và nghiên cứu buồm ánh sáng. Cả Landis và vợ, Mary Turzillo, đều là những tiểu thuyết gia khoa học viễn tưởng từng giành giải thưởng. Tôi hỏi Landis làm sao ông có thể kết nối hai thế giới quá khác biệt nhau như vậy – một bên là những nhà khoa học tỉ mỉ cùng mớ phương trình phức tạp, bên kia là những người say mê điên cuồng không gian và UFO. Ông đáp rằng khoa học viễn tưởng thật tuyệt vời vì nó cho phép ông dự đoán xa hơn về tương lai, còn vật lý giúp giữ chân ông trên mặt đất.
Chuyên môn của Landis là buồm ánh sáng. Ông từng đề xướng ý tưởng đóng tàu liên sao bay đến Alpha Centauri với chiếc buồm ánh sáng làm từ một lớp vật liệu giống như kim cương, siêu mỏng và rộng hàng trăm kilômét. Con tàu sẽ có kích thước khổng lồ, nặng một triệu tấn và cần nguồn tài nguyên từ khắp Hệ Mặt Trời để chế tạo và vận hành, gồm cả năng lượng từ giàn phóng laser gần Sao Thủy. Để dừng lại đúng đích, tàu sẽ có một chiếc “dù từ” lớn, với từ trường do các vòng dây kim loại đường kính gần 100 km tạo ra. Các nguyên tử hydro trong không gian sẽ trôi qua vòng dây và tạo ra ma sát làm tốc độ của buồm giảm dần qua vài thập kỷ. Chuyến đi khứ hồi đến Alpha Centauri và quay về sẽ mất hai thế kỷ, nên phi hành đoàn sẽ gồm nhiều thế hệ nối nhau. Tuy loại tàu liên sao này khả thi về mặt lý thuyết, nhưng nó sẽ rất tốn kém và Landis thừa nhận sẽ phải mất từ 50 đến 100 năm để đóng tàu và thử nghiệm. Trong khi chờ đợi, ông đang hỗ trợ việc chế tạo buồm laser Breakthrough Starshot.
