Новые разработки в области солнечных парусов могут позволить полеты к полюсам Солнца
Требуется много энергии, чтобы провести космический корабль через атмосферу Земли и выйти из-под ее гравитации. Но как только корабль достигает орбиты, ему требуется относительно мало энергии для движения в космосе. На самом деле, даже небольшое количество постоянной энергии может позволить кораблю путешествовать в самые дальние глубины Солнечной системы, что является принципом солнечного плавания. Эта технология прикрепляет к космическому кораблю огромные тонкие листы отражающего материала. Крошечные фотоны солнечного света отражаются от этого материала и дают аппарату крошечный толчок вперед, позволяя ему плыть в космосе.
Суда с солнечным парусом, такие как LightSail 2 , доказали, что технология в принципе работает. Однако существуют некоторые ограничения. Во-первых, парусники на солнечных батареях начинают двигаться гораздо медленнее, чем корабли с двигателями. Но большая проблема — это навигация. Солнечные паруса должны работать с доступным направлением солнечного света, и маневрировать ими сложно. Теперь НАСА изучает новые конструкции солнечных парусов, которые улучшат их навигационные возможности.
Идея состоит в том, чтобы использовать технологию, называемую дифракционными солнечными парусами, которые имеют небольшие решетки в парусах, пропускающие свет. Когда свет проходит через маленькое отверстие, он распространяется в процессе, называемом дифракцией, который по-прежнему оказывает давление на парус. Но из-за решеток падающий свет можно более точно контролировать, следовательно, корабль может более точно маневрировать.
«Дифракция, по сути, позволяет вам настроить угол, под которым перенаправляется входящий свет», — объяснила Эмбер Дубилл из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса, руководитель исследовательской группы, в своем заявлении . Это также позволяет парусу быть меньше, чем нынешние огромные паруса, используемые на кораблях с солнечными парусами.
Команда разрабатывает технологию с прицелом на выполнение демонстрационной миссии, которая посетит полюса Солнца. До этих полюсов трудно добраться, используя традиционные двигательные установки космических кораблей, но можно использовать солнечные паруса, чтобы вывести корабль на орбиту вокруг них.
«Хотя эта технология может улучшить множество архитектур миссий, она способна сильно повлиять на потребности сообщества гелиофизиков в уникальных возможностях наблюдения за Солнцем», — сказал Дубилл. «Благодаря объединенному опыту нашей команды в оптике, аэрокосмической отрасли, традиционном солнечном плавании и метаматериалах мы надеемся позволить ученым увидеть солнце, как никогда раньше».
НАСА предоставило группе исследовательский грант в размере 2 миллионов долларов на разработку этой технологии в рамках своей программы Innovative Advanced Concepts (NIAC). «Поскольку мы отправляемся в космос дальше, чем когда-либо прежде, нам потребуются инновационные, передовые технологии для выполнения наших миссий», — заявил в своем заявлении администратор НАСА Билл Нельсон. «Программа NASA Innovative Advanced Concepts помогает раскрывать дальновидные идеи, такие как новые солнечные паруса, и приближать их к реальности».