محققان دانشگاه تگزاس ای و ام فناوری جدیدی به نام «متاجت» را توسعه دادهاند که میتواند انقلابی در پیشرانههای فضایی ایجاد کند. این فناوری با بهرهگیری از فشار نور، قادر است فضاپیماها را بدون نیاز به سوخت سنتی به حرکت درآورد و زمان سفرهای طولانی فضایی را به طور چشمگیری کاهش دهد. اگرچه این فناوری هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارد، اما پتانسیل آن برای سفرهای بین ستارهای در آینده بسیار هیجانانگیز است.
ایده اصلی این تحقیق بر پایه پدیده «فشار تشعشع» استوار است؛ اثری که بیش از یک قرن است شناخته شده و بیان میکند نور قادر به اعمال فشار است. قبلاً نیز فضاپیماهایی با بادبانهای خورشیدی از این اصل برای پیشرانه ملایم اما مداوم بهره بردهاند. چالش اصلی در این زمینه، کنترل دقیق حرکت بوده است؛ فراتر از اعمال نیرو در یک جهت، حفظ پایداری، هدایت دقیق و مانورپذیری در جهات مختلف، امری حیاتی برای فضاپیماهای آینده است، بهویژه آنهایی که با سرعتهای بسیار بالا حرکت میکنند.
فناوری متاجت و اصول آن
متاجتها دستگاههای کوچکی هستند که از «فراسطوح» (metasurfaces) ساخته شدهاند. این فراسطوح، مواد بسیار نازکی هستند که با ساختارهای نانومتری الگو داده شدهاند و قادرند نور ورودی را به دقت هدایت کنند. هنگامی که یک پرتو لیزر به سطح فراسطح برخورد میکند، الگوهای موجود، نور را در جهات مشخصی خم یا پراکنده میکنند. از آنجایی که نور حامل تکانه است، تغییر مسیر آن نیروی عکسالعمل برابر و مخالف بر خود دستگاه وارد میکند. به زبان ساده، نورِ بازتابیده شده یا پراکنده شده، دستگاه را هل میدهد.
نوآوری اصلی در این سیستم، در این است که حرکت در طراحی ماده تعبیه شده است، نه صرفاً در پرتو لیزر. با چیدمان دقیق الگوهای نانومتری در سراسر فراسطح، محققان میتوانند نیروهایی را در چندین جهت به طور همزمان ایجاد کنند. این امر به متاجتها اجازه میدهد تا به صورت جانبی، رو به بالا، یا به جلو حرکت کنند و مانورپذیری کاملی در سه بعد به آنها بدهد. 
کاربردها و مزایای بالقوه
در آزمایشها، تابش لیزر باعث شناوری و حرکت جانبی نمونههای اولیه شد. این امر سطحی از کنترل نوری را فراتر از سیستمهای سنتی دستکاری نور نشان میدهد که اغلب تنها اجسام را در یک جهت به دام انداخته یا هل میدهند. اهمیت این آزمایش کمتر در کاربردهای فوری، بلکه بیشتر در اثبات این اصل است که سطوح مهندسیشده دقیق میتوانند انرژی لیزر را به نیروی هدایتشده و قابل برنامهریزی تبدیل کنند.
اگر این اصل به درستی مقیاسبندی شود، میتواند درهایی را به سوی سیستمهایی از رباتهای میکروسکوپی گرفته تا وسایل نقلیه بسیار بزرگتر با پیشرانه نوری باز کند. 
این فناوری پتانسیل کاهش زمان سفرهای فضایی را دارد؛ برای مثال، سفر به نزدیکترین منظومه ستارهای، آلفا قنطورس، که حدود ۴.۳۷ سال نوری فاصله دارد، با فناوری راکت فعلی دهها هزار سال طول میکشد. با استفاده از مفاهیم پیشرانه لیزری، میتوان سفینههای فوقالعاده سبک را به کسری از سرعت نور شتاب داد و این سفر را به حدود دو دهه کاهش داد.
چالشها و چشمانداز آینده
با این حال، لازم است توجه داشت که نمونههای اولیه فعلی میکروسکوپی هستند و حتی از عرض یک تار موی انسان نیز کوچکترند. شکاف میان این نمایش آزمایشگاهی و یک وسیله نقلیه بین ستارهای واقعی هنوز عظیم است. مقیاسبندی این مفهوم نیازمند سیستمهای لیزر بسیار قدرتمند، مواد پیشرفتهای که بتوانند تابش شدید را تحمل کنند، کنترل دقیق پرتو در فواصل وسیع، و سیستمهای ناوبری برای وسایل نقلیهای که با سرعتهای بیسابقه حرکت میکنند، خواهد بود. هیچیک از این چالشها در حال حاضر به طور کامل حل نشدهاند. 
با این وجود، نیروی تولید شده در این آزمایشها با قدرت نور ورودی مقیاس میشود و اساساً توسط اندازه دستگاه محدود نمیشود. این بدان معناست که اصول مشابه میتوانند در نهایت در مقیاسهای بسیار فراتر از سیستمهای میکروسکوپی به کار گرفته شوند. 
تحلیل تاثیر
فناوری متاجتها، با ارائه راهی نوین برای پیشرانه فضاپیماها با استفاده از نور، پتانسیل دگرگونی سفرهای فضایی دوردست را دارد. این پیشرفت میتواند محدودیتهای فعلی ناشی از نیاز به سوختهای سنگین و زمانهای طولانی سفر را برطرف کند. اگر چالشهای مهندسی و مقیاسپذیری با موفقیت پشت سر گذاشته شوند، شاهد عصری جدید در اکتشافات فضایی خواهیم بود که در آن، فواصل وسیع دیگر مانعی غیرقابل عبور نخواهند بود.
