Συστοιχίες λέιζερ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ωθήσουν ελαφριά ηλιακά πανιά σε άλλα αστέρια. Αυτό έχει χρηματοδοτηθεί με περισσότερα από 100 εκατομμύρια δολάρια και βασίζεται στην τεχνολογία της βιομηχανίας λέιζερ και φωτονικής αξίας 600 δισεκατομμυρίων δολαρίων. Ένα πρόσφατο έγγραφο εξετάζει πώς οι διαφορετικές τεχνολογικές βελτιώσεις θα το καταστήσουν πιο εφικτό και θα βελτιώσουν το κόστος. Η ολοκληρωμένη φωτονική και η μαζική παραγωγή των περισσότερων από τα αρθρωτά συστήματα θα είναι θεμελιωδώς απαραίτητα για την πλήρη υλοποίηση αυτού του οράματος. Οι ερευνητές εξήγαγαν ένα αναλυτικό μοντέλο κόστους το οποίο καθοδηγείται από τη θεμελιώδη φυσική του προτεινόμενου συστήματος. Αυτό μας επιτρέπει να λαμβάνουμε οικονομικά τεκμηριωμένες αποφάσεις και να δημιουργήσουμε μια λογική πορεία προς τη διαστρική πτήση.

Η μεγάλης κλίμακας κατευθυνόμενη ενέργεια προσφέρει τη δυνατότητα ριζικού μετασχηματισμού σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της ικανότητας επίτευξης σχετικιστικής πτήσης που θα επιτρέψει τις πρώτες διαστρικές αποστολές, καθώς και ταχεία διαπλανητική διέλευση. Επιπλέον, η ίδια τεχνολογία θα επιτρέψει ισχύ ακτίνας μεγάλης εμβέλειας για ιόντα, αφαίρεση και θερμικές μηχανές, καθώς και επαναφόρτιση μακρινών διαστημικών σκαφών μεγάλης εμβέλειας, επικοινωνίες λέιζερ μεγάλης εμβέλειας και εξαιρετικά υψηλού εύρους ζώνης και πολλές πρόσθετες εφαρμογές που περιλαμβάνουν απομακρυσμένη ανάλυση σύνθεσης, χειρισμός αστεροειδών και πλήρης πλανητική άμυνα. Η κατευθυνόμενη ενέργεια βασίζεται στη φωτονική, η οποία, όπως και η ηλεκτρονική, είναι μια εκθετικά επεκτεινόμενη περιοχή ανάπτυξης που καθοδηγείται από διαφορετικά οικονομικά συμφέροντα που επιτρέπει μετασχηματιστικές προόδους στην εξερεύνηση και την ικανότητα του διαστήματος. Έχουμε σημειώσει τεράστια τεχνολογική πρόοδο τα τελευταία χρόνια για να επιτρέψουμε αυτό το μακροπρόθεσμο όραμα.

Εκτός από τις τεχνολογικές προκλήσεις, πρέπει να αντιμετωπίσουμε τις οικονομικές προκλήσεις για να κάνουμε το όραμα πραγματικότητα. Η πορεία προς τα εμπρός απαιτεί μια θεμελιώδη αλλαγή στους σχεδιασμούς του συστήματος ώστε να επιτραπεί η ριζική μείωση του κόστους που απαιτείται. Για να αντέξουμε οικονομικά την πλήρη υλοποίηση αυτού του οράματος, θα χρειαστεί να φέρουμε στο προσκήνιο την ολοκληρωμένη φωτονική και τη μαζική παραγωγή ως μια πορεία προς τα εμπρός. Ευτυχώς, η ολοκληρωμένη φωτονική είναι μια τεχνολογία που καθοδηγείται από την τεράστια ανάγκη των καταναλωτών για παράδοση δεδομένων υψηλής ταχύτητας. σκιαγραφούν τη θεμελιώδη φυσική που οδηγεί τα οικονομικά και αντλούν ένα αναλυτικό μοντέλο κόστους που μας επιτρέπει να σχεδιάσουμε λογικά την πορεία που έχουμε μπροστά μας.

Για σχετικιστική πτήση (πάνω από το 10% της ταχύτητας φωτός) απαιτείται ανάπτυξη ισχυρών λέιζερ για την ώθηση ανιχνευτών εξαιρετικά χαμηλής μάζας. Οι πρόσφατες εξελίξεις καθιστούν πλέον δυνατά και τα δύο. Το πρόγραμμα οδήγησης φωτονίων είναι μια συστοιχία φάσης λέιζερ που εξαλείφει την ανάγκη ανάπτυξης ενός εξαιρετικά μεγάλου λέιζερ και το αντικαθιστά με μεγάλο αριθμό μέτριων ενισχυτών λέιζερ σε διαμόρφωση MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) ​​με γραμμή βάσης ενισχυτών Yb που λειτουργούν στα 1064 nm. Το σύστημα κλειδώνει φάση χρησιμοποιώντας ένα συνεκτικό
φάρος που είτε μεταφέρεται από το διαστημόπλοιο είτε αντανακλάται από το διαστημόπλοιο. Η διατήρηση της ακεραιότητας της φάσης είναι μία από τις βασικές προκλήσεις. Αυτή η προσέγγιση είναι ανάλογη με την κατασκευή ενός υπερυπολογιστή από έναν μεγάλο αριθμό μέτριων επεξεργαστών. Αυτή η προσέγγιση εξαλείφει επίσης τη συμβατική οπτική και την αντικαθιστά με μια σταδιακή συστοιχία μικρών οπτικών στοιχείων χαμηλού κόστους. Για παράδειγμα, στο ενδεχόμενο ανώτερο άκρο, ένα σύστημα πλήρους κλίμακας (50-100 GW) θα ωθήσει ένα διαστημόπλοιο κλίμακας γκοφρετών με ανακλαστήρα κατηγορίας μέτρου (πανί λέιζερ) σε περίπου c/4 σε λίγα λεπτά φωτισμού λέιζερ επιτρέποντας εκατοντάδες εκτοξεύσεις ανά ημέρα ή 100,000 αποστολές ετησίως. Ένα τέτοιο σύστημα θα έφτανε την απόσταση από τον Άρη (1 AU) σε 30 λεπτά, θα περνούσε το Voyager I σε λιγότερο από 3 ημέρες, θα περνούσε τις 1,000 AU σε 12 ημέρες και θα έφτανε στον Άλφα Κενταύρου σε περίπου 20 χρόνια.

Το ίδιο σύστημα μπορεί επίσης να προωθήσει ένα ωφέλιμο φορτίο 100 kg σε περίπου 1% της ταχύτητας φωτός και ένα ωφέλιμο φορτίο 10,000 kg σε περισσότερα από 1,000 km/s, αν και υπάρχει ένας πρακτικός εμπορικός χώρος χρήσης DDM έναντι IDM για διαστημόπλοια μεγαλύτερης μάζας.

Υπάρχουν και άλλες εφαρμογές για μεγάλες συστοιχίες λέιζερ και ακτίνες ισχύος μεγάλης εμβέλειας. Η ισχύς μπορεί να εκπέμπεται για συστήματα μηχανών ιόντων, επαναφόρτιση απομακρυσμένων διαστημικών σκαφών (εξάλειψη των RTG σε ορισμένες περιπτώσεις), πλήρης πλανητική άμυνα ενάντια σε αστεροειδείς και κομήτες, ενεργό φωτισμό σε όλο το ηλιακό σύστημα ή σάρωση λέιζερ (LIDAR) για εύρεση και μελέτη μικρότερων αντικειμένων, αστεροειδής χειρισμός και ανάλυση σύνθεσης, εφαρμογές εδαφικής διαμόρφωσης και μια διαδρομή προς εξαιρετικά μεγάλα τηλεσκόπια.

Η ακτινοβολία ισχύος για την τροφοδοσία κινητήρων ιόντων, επιτρέπει ελιγμούς υψηλής ταχύτητας πέρα ​​από τον Δία.