ناسا در یک مفهوم بادبان خورشیدی جدید سرمایه گذاری می کند که می تواند یک ماموریت به سمت خورشید را پیش ببرد

ناسا روز سه شنبه گفت که اینطور است سرمایه گذاری 2 میلیون دلاری طی دو سال برای پیشبرد توسعه مفهوم بادبان خورشیدی جدید دریانوردی نور پراشی نامیده می شود. ناسا با بادبان های پراش نور می تواند به طور بالقوه یک صورت فلکی از فضاپیمای علمی را به مدار اطراف قطب های خورشید سوق دهد – چیزی که دستیابی به آن با استفاده از پیشرانه فضاپیماهای معمولی دشوار است.

همان طور که یک قایق بادبانی از باد برای حرکت به جلو استفاده می کند، بادبان های خورشیدی از فشار وارد شده توسط نور خورشید برای حرکت وسیله نقلیه در فضا استفاده می کنند. بادبان های بزرگی که از مواد بازتابنده مانند مایلار تشکیل شده اند، تکانه فوتون های خورشید را می گیرند. فوتون ها از بادبان پرش می کنند و آن را در جهت مخالف می فرستند.

با این حال، همانطور که ناسا اشاره می کند، طرح های بادبان های خورشیدی موجود بر بادبان های بسیار بزرگ و بسیار نازک تکیه دارند. آنها همچنین توسط جهت نور خورشید محدود می شوند – به عبارت دیگر، مسیریابی بدون قربانی کردن انرژی خورشیدی دشوار است.

در مقابل، بادبان‌های پراش نور از توری‌های کوچکی که در لایه‌های نازک تعبیه شده‌اند، استفاده می‌کنند تا نور را منحرف کنند – هنگام عبور نور از یک دهانه باریک، آن را پخش می‌کنند. این امر به فضاپیما اجازه می دهد تا از نور خورشید بدون رها کردن مانور پذیری بهینه تر استفاده کند.

امبر دوبیل، رهبر پروژه، می گوید: “قایقرانی پراش خورشیدی برداشتی مدرن از دیدگاه چند دهه قدیمی بادبان های نوری است. در حالی که این فناوری می تواند بسیاری از معماری های ماموریتی را بهبود بخشد، آماده است تا بر نیاز جامعه هلیوفیزیک به قابلیت های منحصر به فرد رصد خورشیدی تاثیر بگذارد.” آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز در بیانیه ای اعلام کرد. با تخصص ترکیبی تیم ما در اپتیک، هوافضا، قایقرانی سنتی خورشیدی و فرامواد، امیدواریم بتوانیم به دانشمندان اجازه دهیم خورشید را مانند قبل ببینند.

پروژه قایقرانی خورشیدی پراش بخشی از برنامه مفاهیم پیشرفته نوآورانه (NIAC) ناسا است. آخرین دور بودجه بخشی از پیشرفت پروژه به فاز سوم NIAC است.

تاکنون، تیم Dubill انواع مختلفی از مواد بادبان پراش را طراحی و آزمایش کرده است. آنها همچنین طرح‌های ناوبری و کنترل جدیدی را برای یک ماموریت بادبان نوری پراش بالقوه در مدار قطب‌های خورشید طراحی کرده‌اند.

با بودجه جدید، محققان بر روی بهینه سازی مواد بادبان کار خواهند کرد و آزمایش های زمینی را انجام خواهند داد تا برای یک ماموریت آزمایشی احتمالی آینده آماده شوند.

در حالی که ناسا در حال تامین هزینه های مفهومی دریانوردی نوری پراش است، از قبل ماموریت های بادبان خورشیدی دیگری را برنامه ریزی کرده است. وقتی که پرواز آزمایشی آرتمیس اول بدون خدمه در اواخر امسال به ماه پرتاب خواهد شد NEA Scout را با خود حمل کنید — یک فضاپیمای کوچک با فناوری بادبان خورشیدی که برای بازدید از سیارک های نزدیک به زمین طراحی شده است. برای رسیدن به سیارک 2020 GE، NEA Scout بادبان خورشیدی را باز می کند و نشان می دهد که چگونه این فناوری در اعماق فضا کار می کند.

در همین حال، در اواخر سال 2022، ناسا سیستم بادبان خورشیدی مرکب پیشرفته یک بادبان خورشیدی از CubeSat مستقر خواهد کرد. بعد از آن، رزمناو خورشیدی، یک نمایش فناوری بادبان خورشیدی به مساحت 18000 فوت مربع، از نور خورشید برای سفر به سمت خورشید در سال 2025 استفاده خواهد کرد.

همچنین نهادهای غیردولتی در حال توسعه این فناوری هستند. در سال 2019، انجمن غیرانتفاعی سیاره ای مستقر در ایالات متحده راه اندازی شد LightSail 2، یک سفینه فضایی در حال حاضر تحت یک ماموریت گسترده عمل می کند برای پیشرفت بیشتر فناوری قایقرانی خورشیدی.