Technologia żeglarstwa słonecznego była marzeniem od wielu dziesięcioleci. Prosta elegancja żeglowania po słonecznych falach ma senną stronę, która zawładnęła wyobraźnią zarówno inżynierów, jak i pisarzy. Jednak praktyczne aspekty ilości otrzymanej energii w porównaniu z potrzebną do transportu użytecznych ładunków przywróciły te marzenia do rzeczywistości. Teraz zespół kierowany przez Amber Dubill z Laboratorium Fizyki Stosowanej Uniwersytetu Johna Hopkinsa i wspierany przez program NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) opracowuje nową architekturę żagla słonecznego, która być może już znalazła swoje zabójcze zastosowanie – heliofizykę.
Stosowana przez nich technika znana jest jako żeglarstwo refrakcyjne. Ma znaczną przewagę nad obecną technologią żagli słonecznych, w tym zdolność do obracania się. To duży problem dla większości żagli słonecznych, które tracą skuteczność, jeśli nie są skierowane bezpośrednio na słońce. Dyfrakcja powoduje rozproszenie światła podczas przechodzenia przez aperturę. Wykorzystanie tej właściwości materiału żagla słonecznego pozwoliłoby statkowi oddalić się od słońca, wciąż pod naciskiem światła popychającego go w dowolnym kierunku, w którym się obracał.
Aby wytworzyć takie ciśnienie refrakcyjne, zespół stworzył materiał z osadzonymi w nim bardzo małymi siatkami, które uginają światło na powierzchni, która nadal może wykorzystać siłę generowaną po pochłonięciu tego światła. Umożliwiłoby to każdemu statkowi kosmicznemu, który używa żagla jako układu napędowego, niewielkie oddalenie się od Słońca i skorzystanie z potężnego ciągu fotonów światła.
Aby zademonstrować tę technologię, NIAC wspiera ją grantem fazy III po pomyślnym zakończeniu fazy I i II w ciągu ostatnich kilku lat. Trzecia faza obejmuje 2 miliony dolarów w ramach dwuletniego finansowania na dalszy rozwój materiałów wykorzystywanych w żaglach słonecznych, których kulminacją są testy naziemne, które mogą zwiastować ruch w kosmosie.
Głęboka przestrzeń jest najbardziej prawdopodobnym miejscem do zastosowania takich refrakcyjnych żagli. W szczególności naukowcy są przekonani, że będą skuteczne w fizyce Słońca. Konwencjonalne techniki ciągu nie działają dobrze wokół biegunów Słońca z powodu interferencji magnetycznej w tej przestrzeni. Konwencjonalne żagle słoneczne też się nie sprawdzą, ponieważ światło padające na nie w tych miejscach może je odepchnąć od słońca lub wcale.
Używając załamującego się żagla słonecznego, statek kosmiczny może nadal orientować się we właściwym kierunku, jednocześnie wykorzystując siłę światła do skutecznego poruszania się. Dzięki temu pojazd wyposażony w jeden będzie mógł obserwować słońce pod kątem, jakiego nigdy wcześniej nie widział. Ale jeszcze długa droga, zanim jakikolwiek pojazd będzie w nią wyposażony. Ścieżka finansowania po fazie 3 NIAC jest w tej chwili w najlepszym razie niejednoznaczna, a po kolejnych dwóch latach rozwoju nadal będzie więcej prac rozwojowych. Ale przy odrobinie szczęścia nowy typ żagla słonecznego może zostać powiązany z następną generacją laboratorium fizyki słonecznej. Może być również używany w wielu innych programach.
Ucz się więcej:
NASA – Żagiel słoneczny zasilany przez NASA może wznieść naukę na nowe wyżyny
Utah – Zapomnij o podróżach międzygwiezdnych. Małe lekkie żagle można dziś wykorzystać do eksploracji Układu Słonecznego
Utah – LightSail 2 wysyła nowe obrazy Ziemi
Utah – Czym jest żagiel słoneczny?
główne zdjęcie:
Przedstawienie artysty refrakcyjnych żagli słonecznych.
Kredyt – Mackenzie Martin
„Całkowity miłośnik kawy. Miłośnik podróży. Muzyczny ninja. Bekonowy kujon. Beeraholik.”
More Stories
Mapowanie pola magnetycznego Drogi Mlecznej w 3D
Nowa technologia mapowania 3D może zmienić eksplorację kosmosu
Farmaceuci będą promować ochronę przed grypą w opiece nad osobami starszymi