وصلت وكالة ناسا إلى إنجاز تكنولوجي مهم مع التقدم في شكل تجريبي لدفع المركبات الفضائية الذي يستخدم الإشعاع الشمسي.
نجحت وكالة الفضاء في نشر واحد من أربعة أرباع ضخمة متطابقة الشراع الشمسي في منشأة Redwire Space في لونجمونت، كولورادو في 30 يناير. كان العرض التوضيحي خطوة كبيرة نحو استخدام التكنولوجيا في الفضاء يومًا ما، وفي المستقبل، استخدام مفهوم النقل إلى الفضاء السحيق.
وقال ليس جونسون، خبير التكنولوجيا في وكالة ناسا، في تقرير له: “كانت هذه خطوة أخيرة كبيرة على الأرض قبل أن يصبح جاهزًا لاقتراحه في مهمات فضائية”. إفادة. “الخطوة التالية هي أن يقترح العلماء استخدام الأشرعة الشمسية في مهامهم. لقد حققنا هدفنا وأظهرنا أننا مستعدون للطيران.”
متعلق ب: قد تصل مجسات الإبحار الشمسي قريبًا إلى الشمس
بنفس الطريقة التي يستخدم بها المراكب الشراعية الرياح لدفع نفسه، فإن الشراع الشمسي يسخر ويعكس ضوء الشمس لتوليد الدفع. جسيمات الضوء، المعروفة باسم الفوتونات، ليس لها كتلة، ولكن عندما ترتد عن سطح عاكس مثل المادة الشبيهة بالرقاقة الموجودة في الشراع الشمسي، فإنها تنقل بعضًا من زخمها إليه. وفي فراغ الفضاء، ومع وجود ما يكفي من الفوتونات، يمكن نقل كمية كبيرة من الطاقة إلى الشراع الشمسي مع مرور الوقت.
عند استخدامه ضمن نظام شمسي يكون فيه الإشعاع الشمسي وفيرًا، يمكن للشراع الشمسي الاستمرار في امتصاص هذا الزخم للتسارع طالما أن الضوء ينعكس عنه. وهذا يعني أن المركبات التي تعمل بالأشرعة الشمسية يمكن أن تصل إلى سرعات عالية جدًا، أسرع بكثير من الصواريخ الكيميائية – على الأقل من الناحية النظرية.
المزايا الرئيسية للأشرعة الشمسية هي أنها لا تحتاج إلى وقود وأنها خفيفة للغاية. وهذا يجعل التكنولوجيا مناسبة للمهام ذات الكتلة المنخفضة في مدارات جديدة. وتشمل هذه المدارات دراسة الطقس الفضائي وتأثيراته على الأرض، أو الدراسات المتقدمة للقطبين الشمالي والجنوبي للشمس، بحسب وكالة ناسا.
ستبلغ مساحة الشراع 17780 قدمًا مربعًا (1652 مترًا مربعًا) عند نشره بالكامل. وهي مصنوعة من مادة بوليمرية مطلية بالألمنيوم بسمك 2.5 ميكرون، أو أقل من عرض شعرة الإنسان.
اكتسبت الأشرعة الشمسية زخما في السنوات الأخيرة. كان أول شراع شمسي يطير بنجاح هو المركبة الفضائية بين الكواكب التابعة لوكالة استكشاف الفضاء اليابانية والمتسارعة بواسطة إشعاع الشمس (IKAROS) في عام 2010. وتضمنت المهام اللاحقة مهمة NanoSail-D التابعة لناسا ومهمتي Lightsail 1 وLightsail 2 التابعتين لجمعية الكواكب.
يمكن لهذه التقنية أن تطلق قريبًا مهمات فضائية منخفضة التكلفة وطويلة الأمد، بل وستساعد أيضًا في تسريع المهام خارج النظام الشمسي. وأضاف جونسون من ناسا أنه يمكن استخدام الليزر لتسريع الأشرعة الشمسية إلى سرعات عالية.
“في المستقبل، قد نضع أشعة ليزر كبيرة في الفضاء تسلط أشعتها على الأشرعة أثناء مغادرتها النظام الشمسي، مما يؤدي إلى تسريعها إلى سرعات أعلى وأعلى، حتى تسير في النهاية بسرعة كافية للوصول إلى نجم آخر في كمية معقولة من وقال جونسون في البيان.
قصص ذات الصلة:
— ما هو الشراع الشمسي؟
– يفتح الباحثون مفاتيح تصميم شراع بين النجوم
— المركبة الفضائية LightSail 2 تنهي مهمتها للإبحار الشمسي في وهج المجد
قامت إدارة المهام العلمية التابعة لناسا بتمويل تقنية الشراع الشمسي الخاصة بشركة Redwire للوصول إلى مستوى جاهزية تكنولوجية جديد، أو TRL 6، مما يعني أنها جاهزة لتقديم المقترحات في مهمات فضائية. يمثل مقياس TRL من 1 إلى 9 مرحلة تطور التكنولوجيا، ويعني مقياس TRL 9 أن النظام قد أثبت نجاحه من خلال عمليات المهام الناجحة ويعتبر ناضجًا وجاهزًا للتشغيل بالكامل.
ويقود المشروع مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا في هانتسفيل، ألاباما. قام المقاول الرئيسي Redwire بتطوير آليات النشر وأذرع الرافعة، مع قيام المقاول من الباطن NeXolve من Huntsville بتوفير غشاء الشراع. طور مارشال خوارزميات للتحكم والتنقل بالشراع عندما يطير في الفضاء.