Įsivaizduokite saulės energija varomą burę, kuri galėtų išstumti kosminį laivą pro kosmoso vakuumą kaip vėjas, kuris varo burę čia, Žemėje. NASA ir kitos kosmoso agentūros į šią idėją žiūri rimtai ir dirba prie įvairių prototipų technologijų. Edvardas Montgomory yra NASA Saulės burės varymo technologijų srities vadovas. Jie ką tik išbandė 20 metrų (66 pėdų) burę „Glenn“ tyrimų centro „Plum Brook“ objekte Sandusky mieste, Ohajo valstijoje.
Klausykite interviu: NASA išbando saulės burę (3,7 mb)
Arba užsiprenumeruokite „Podcast“: universetoday.com/audio.xml
„Fraser Cain“ - Ar galite man suteikti informacijos apie saulės burės apskritai?
Edwardas Montgomeris - tai technologija, kuria mūsų agentūra domėjosi jau kurį laiką, tačiau istorija siekia kelis šimtus metų iki Fredricko Sanderio amžių sandūroje (19). Pastaruoju metu mes pastebėjome, kad pažanga keliose konkrečiose srityse pavertė tai tuo, ką turime iš tikrųjų įvertinti. Kompozicinės medžiagos, kurios atsirado per pastaruosius kelerius metus, tokios kaip sporto įranga, pagaminta iš ypač lengvų strypų, ir plėvelių technologijos, kurios tam tikra prasme yra susijusios su medžiagų pramone ir, pavyzdžiui, integruotų schemų sritimis. dažų priedai. Šie laukai leido kosminėje erdvėje pastatyti struktūras, panašias į masalą, ir mes niekada to nesugebėjome padaryti prieš porą dešimtmečių anksčiau (dabar) ir kai tik jūs galite pasiekti, kad tokio tipo masė būtų tikrai nedidelė, tada ji nereikia daug jėgų, kad iš jo būtų šiek tiek pagreičio ir geros varomosios jėgos.
Kaip šviesa gali užtikrinti aliuminio folijos varymą erdvėje?
Tai labai žavi savybė, kurią turi šviesa; ji iš tikrųjų neturi masės, todėl negali nuo kažko atsiplėšti, bet iš tikrųjų ji sąveikauja su kliūtimis; tai suteikia jam impulsą, ir tai buvo teorija Einšteino, ir tai buvo įrodyta daugybe laboratorinių eksperimentų.
Kokia yra technologija, kurią dabar išbandote NASA?
Mes pasirenkame vieną konkrečią saulės burės koncepciją, kuri yra kvadratinė burė; jame yra 4 strėlės, kurios išleidžiamos, o tarp jų yra trikampės burės, o ši sistema yra skirta palyginti nedidelio dydžio naudingiesiems kroviniams: „Robotikos mokslo“ naudinga apkrova. Nagrinėjame keletą misijų į vidinę Saulės sistemą, norėdami ištirti Saulės fiziką ir jos sąveiką su Žeme.
Taigi jūs siųstumėte savo saulės burę iš mūsų pozicijos; Žemės orbita, arčiau Saulės? Man skamba tarsi atgal.
Na, o jaukumas, kurį gali sukelti burė, yra proporcingas saulės spindulių stiprumui, o artėjant prie Saulės, to variklio stiprumas didėja kaip atstumo kvadratas, kai priartėsite, taigi jis veikia daug daugiau. efektyviai arti Saulės. Misijos, kurios buvo suplanuotos siekiant pažvelgti į išorinę saulės sistemą; beveik visi jie pirmiausia dalyvavo einant į vidinę Saulės sistemą, skrendančią netoli Saulės, gerai įsibėgėjus, o po to išeinant. Tačiau artimiausios trukmės misijos, į kurias žiūrime, yra misijos, kurios tebevyksta; jie nevažiuoja labai greitai. Yra pusiausvyros taškas tarp Žemės gravitacinio traukos ir Saulės gravitacinio traukos, vadinamos Lagrange tašku, ir dabar mes turime palydovus, esančius ten. Tam nereikia jokio ypatingo varymo, tačiau jei norite sėdėti ir užveskite pelės žymeklį arčiau Saulės (kad patektumėte) į tą konkretų tašką kosmose, tada jūs turite turėti tam tikras varymo galimybes ir mūsų mokslininkai labai domisi norėdamas tuo metu būti. Galite įsivaizduoti, kaip tai gali būti naudinga vieta įdėti kai kuriuos instrumentus tarp žemės ir saulės, kad suprastumėte, kokia yra ta fizinė savybė.
Gerai, kad suprantu; Tarsi Saulė būtų ventiliatorius ir tu turėtum savo burę, o tu leistum jai nusileisti link Saulės link tiek, kad iš jos išeinanti Saulės energijos jėga būtų puikiai subalansuota, kad palaikytų saulės burę taške. Tai nenukeliautų daugiau ar arčiau.
Teisingai. Teisingai.
Kokius eksperimentus norėtumėte atlikti, jei galėtumėte priartėti prie arti ir galėtumėte stoti?
Aš esu varomasis inžinierius, o ne mokslo darbuotojas; jie gali padaryti daug geriau paaiškindami, ko būtent mokosi, tačiau kai kurie instrumentai, kuriuos jie planuoja skirti, matuoja magnetosferą, jie matuoja dideles energijos daleles einant pro šalį. Ypatingas susidomėjimas yra jautimas vainikinės masės išstūmimui; Tai yra dideli paūmėjimo įvykiai, nutinkantys Saulėje, kurie pasiekę Žemę gali iš tikrųjų sutrikdyti mūsų ryšius ir iš tikrųjų gali pakenkti bei sunaikinti jautrią elektroninę įrangą. Toks 1986 m. Paūmėjimas padarė kelis milijonus dolerių žalos vien tik Šiaurės Amerikoje, todėl norime sugebėti numatyti tuos įvykius, kai jie įvyks, ir jei turėsime pakankamai įspėjimo laiko, galime išjungti savo įrangą ar tam tikromis sąlygomis, laikyti juos nuo susižeidimo, todėl svarbu žinoti, kada įvyks vainikinės masės išmetimas.
Ką ateityje galėtų turėti ši technologija, turinti galimybę ištirti išorinę saulės sistemą?
Tai yra geras dalykas. Kaip ką tik minėjau, šios vainikinės masės išmetimai taip pat gali būti labai kenksmingi mūsų astronautams, todėl NASA artimiausiu metu nori grįžti į Mėnulį ir Marsą, apie kuriuos buvo daug diskutuojama. Turėsime sugebėti numatyti, kada įvyks šie įvykiai (vainikinės masės išstūmimai), kad mūsų astronautai galėtų patekti į saugias prieglobstis nuo tų įvykių, todėl mums tikriausiai reikės, kad šie įspėjamieji palydovai būtų išdėstyti netoli Mėnulio ir Marso bei galbūt aplink Saulės sistema, perspėjama tai darant. (Po to) galų gale ateityje norime suprasti mūsų saulės sistemos struktūrą už Plutono orbitos, ypač Heliopauzės, dabar Voyager kosminis laivas ką tik įžengė į šį regioną; ten sugrįžo keletas įdomių rezultatų; ir yra daug apie ką norėtume žinoti tame kosmoso regione. Už jos ribų yra kažkas, vadinamo „Oorto debesiu“, kuris, kaip spėjama, yra kosmoso sritis, kurioje daugybė mūsų matomų kometų gyvena didžiąją gyvenimo dalį, tačiau retkarčiais jos patenka į Saulę. Taigi reikia dar nemažai nuveikti; stebėjimas ir tyrinėjimas už Saulės sistemos kraštų.
Ar kas nors būtų kitaip statant saulės burę, kuri galėtų patekti į išorinę saulės sistemą, tai ką jūs dabar dirbate?
Tai nebūtinai turi būti. Jūs galėtumėte panaudoti technologiją, kurios dabar imamės, kad atliktume šiuos vainikinės masės išmetimo signalus, ir jūs galėtumėte nusiųsti tą burę į misiją. Problema ta, kad patekti į tuos Oorto debesis ir išeiti į Heliopauzę prireiks ar dar daugiau. Jei už tą patį plotą galime pastatyti burę, kurios dydis yra maždaug dešimtoji masės; tai yra, jei norite, 10 kartų geriau, tada galime atlikti tą pačią misiją per pusę laiko, taigi, norėdami pradėti nuo šios misijos, norėsime sukurti aukštesnio našumo burės, kad tai tikrai padarytume ir atliktume per savo gyvenimą. jei norėsite.
Koks yra jūsų bandomo prototipo ir jūsų ateities planų laikotarpis?
Šiuo metu agentūroje vyksta labai daug studijų; visų pirma, yra mokslo patariamasis komitetas, kuris posėdžiauja ir nustato, kokie yra jų mokslo prioritetai, ir nustatys reikalingą datą, kada burės turi būti paruoštos. Kai jis gali būti paruoštas ... gerai, ką mes darėme per pastaruosius 3 metus ir kuris pasibaigė šiais bandymais Plumbrooke, yra padaryti viską, ką galime, suprojektuodami ir eksploatuodami saulės burę imituojamoje kosmoso aplinkoje. Kitas žingsnis yra pakilimas į kosmosą ir tai bus svarbus žingsnis. Mes tikrai turime skrieti saulės burę ir pamatyti, kaip ji veikia kosmose: burės konstrukcijos apkrovos yra daug, daug mažiau nei jos yra ant žemės. Dėl gravitacijos burės bus pakrautos 4000 kartų didesnėmis apkrovomis nei Saulė. Taigi kosmose yra tikrai tikra aplinka ir mes turime ją (burę) pakelti, kad išbandytume. Tokiems dalykams atlikti reikia dar 3–5 metų, tada jie bus pasirengę įsitraukti į mokslo misiją; 3–5 metų vardinė kosminės misijos planavimo ir kūrimo fazė. Taigi, per artimiausią dešimtmetį tikrai tikiuosi skraidančios saulės burės.
