Kur galite keliauti kosmose, priklauso nuo to, kiek raketinio kuro turite į savo raketą ir kaip efektyviai jį galite naudoti. Jums tiesiog reikia juos pagauti.
O dabar naujasis „Planetary Society“ erdvėlaivis „LightSail 2“ išbando, kaip jis veiks.
Saulės burės yra išradinga idėja, apie kurią pirmą kartą pagalvojo Johanesas Kepleris dar 1600-aisiais, nes jis įsivaizdavo, kad burės ir laivai gali būti pritaikyti kelionėms kosmose. Žinoma, jis dar iki galo nesuprato susijusios fizikos.
Tačiau XX amžiaus pradžioje atradę didelius dalelių fizikos ir kvantinės mechanikos atradimus, mokslininkai suprato, kad pati šviesa gali veikti kaip vėjas, kuris pučia burę kosmose.
Nors fotonai neturi masės, jie gali suteikti impulsą atsitraukdami nuo labai atspindinčio paviršiaus - tai lengva burė. Tai nėra labai daug, tačiau erdvės vakuume nėra oro pasipriešinimo sulėtinti burę. Turėdamas pakankamai fotonų ir pakankamai laiko, lengva burė gali įsibėgėti iki neįtikėtinai didelio greičio.
Naudodami cheminę raketą, visą stebimos Visatos masę galėtumėte paversti raketų degalais ir negautumėte mažo erdvėlaivio, skriejančio greičiau nei 0,2% šviesos greičio. Bet lengviausia burė teoriškai gali pritraukti jus prie reliatyvistinio greičio, keliaujant nuo žvaigždės į žvaigždę per visą žmogaus gyvenimą.
Kadangi neribotas laisvojo raketinio kuro srautas teka iš Saulės ir yra įmanomi dideli greičiai, kodėl visur nėra saulės burių?
Geras klausimas.
Tai klausimas, kurį Planetų Visuomenė jau daugelį metų stebina, ir jie pagaliau išleido tikrą saulės burę, norėdami išsiaiškinti, kaip jos iš tikrųjų veikia.
Dar 2005 m. Jie bandė paleisti pirmąją pasaulyje saulės burę „Cosmos 1“, tačiau raketa ją sunaikino. Tada jie grįžo į darbą kurdami „LightSail 1“, kuris buvo paleistas 2015 m. Ir sėkmingai išbandė jų saulės burių panaudojimą kosmose.
Pagaliau 2019 m. Planetų draugija buvo pasirengusi iš tikrųjų išbandyti buriavimą kosmose.
2019 m. Birželio 25 d. Iš Floridos Cape Canaveral sprogo „SpaceX Falcon Heavy“, gabenantis 24 erdvėlaivius JAV oro pajėgų STP-2 misijai. Tai buvo trečiasis „Falcon Heavy“ startas ir mes visi tikėjomės, kad jis sėkmingai nusileis į vidurį. Uh, ne tiek daug, kad vis dar yra darbų sąraše. Bet ne apie tai šis vaizdo įrašas.
Bet kokiu atveju, be paslaptingų oro pajėgų palydovų, „Falcon Heavy“ lėktuve „Prox-1“, kurį jis paleido 720 kilometrų aukštyje, nešė Planetinės visuomenės „LightSail 2“.
Tuomet 2019 m. Liepos 23 d. Erdvėlaivis išleido savo saulės burę.
Jis atidarė savo šarnyrinius saulės kolektorius, o po to išvyniojo keturias į juostą matuojamą burių strėlę, išvyniodamas 4 trikampio formas burės, išleidusios 32 kvadratinius metrus burių ploto.
Svarbu pažymėti, kad šis erdvėlaivis yra mažas ir sveria vos 5 kg arba 11 svarų ir yra maždaug duonos kepalo dydžio.
Orbitais aplink Žemę erdvėlaivis savo burėmis pasuka į saulės spindulius ir iš ten, kiekvienu periodu padidindamas savo orbitą keliais šimtais metrų per dieną.
Tai skamba puiku, deja, „LightSail 2“ neturi valdymo sistemų laive, kad galėtų pakankamai atidžiai valdyti kampą, kad orbitoje liktų neribotą laiką.
Keldamas savo orbitą vienoje Žemės pusėje kelis šimtus metrų per dieną, jis negali pakankamai tiksliai pakreipti burių, kad neleistų nusileisti savo orbitai kitoje planetos pusėje. Galų gale jis panirs į žemės atmosferą ir sudegs.
Bet tikiuosi, kad „Planetų draugijos“ inžinieriai pagaliau sužinos, kokia praktiška saulės burė gali būti tyrinėjant kosmosą.
Jis vis dar skrieja orbitoje ir siunčia atgal nuostabius mūsų namų planetos vaizdus.
Kai „Planetary Society“ „LightSail 2“ siunčia namų duomenis, moko misijų valdytojus plaukti kosmose, tai bus vertinga pamoka būsimoms misijoms, kurios šią technologiją gali naudoti kaip tikrąjį varymo būdą.
Viena iš darbų misijų yra NASA artimųjų žemės asteroidų skautas arba NEA skautas. Ši „Cubesat“ misija galėtų skraidyti kaip antraeilis krovinys su pirmuoju NASA „Space Launch System“ bandymu, atsukta EM-1 misija, kuri galėtų būti paleista jau 2020 m. Birželio mėn.
Išleidęs iš „Orion“ kapsulės, „NEA Scout“ išskleis saulės bures, dvigubai didesnes už „LightSail 2“, ir po to praleis dvejus metus keliaudamas į arti Žemės esančią asteroidą, kad galėtų ją ištirti.
Dar nežinome tikslo, tačiau galimas kelionės tikslas gali būti 1991 m. VG objektas, esantis netoli Žemės, kuris buvo aptiktas 1991 m., Prieš tai nutolus nuo žemės iki Mėnulio. Tada ji grįžo 2017 m. Rugpjūčio mėn. Mes norėsime ne tik stebėti šią uolieną kaip galimą grėsmę, bet ir apie metalų ir mineralų lobį, kurie galėtų padėti palaikyti Saulės sistemos tyrinėjimą ateityje.
Kita misija, kuriai būtų galima panaudoti burinę saulės energiją, yra Japonijos išorinės saulės sistemos tyrinėjimo ir astronautikos aparatas „Oversize Kite“ arba „OKEANOS“. Tai būtų misija Trojos asteroidams, kurie yra L4 ir L5 Saulės-Jupiterio Lagranžo taškuose.
Tai ideali vieta mokytis asteroidų, nes Jupiteris ir Saulės sunkio jėgos sulaikė daugybę vietų vienoje vietoje, o misija gali lengvai paimti daugybę skirtingų asteroidų.
OKEANOS turėtų hibridinę saulės burę, uždengtą saulės baterijomis, kurias ji taip pat naudotų aprūpindama elektra savo prietaisams ir jonų varikliui.
Japonija buvo viena iš pirmųjų šalių, kuri kada nors išbandė saulės burę, su savo „IKAROS“ misija, kuri buvo dislokuota 2010 m. Ir kuri, naudodama saulės burę, galiausiai įgijo šimtus metrų per sekundę greičio.
„OKEANOS“ gali net ateiti su nusileidimo aparatu. Dėka savo patirties su „Hayabusa2“ ir asteroidu „Ryugu“, JAXA išmoko milžinišką kiekį žinių apie mažų asteroidų nusileidimą ir pavyzdžių rinkimą.
Jei viskas klostysis gerai, 2020 m. Viduryje OKEANOS iškeliaus į lėktuvą H-IIA, naudodama keletą sunkio jėgos pagalba kelionei į Jupiterį. Ir jei misija bus tikrai sėkminga, ji gali net parsiųsti namo Trojos arklys asteroidas.
NASA net svarsto galimybę pridėti saulės burę prie „Deep Space Lunar Gateway“. Specialiame 2017 m. „Deep Space Gateway“ planavimo renginyje Kanados kosmoso agentūros nariai pristatė saulės burės, kurią būtų galima pridėti prie stoties, idėją. Besitęsianti saulės spinduliuotė užtikrins nuolatinę trauka, kuria stotis galėtų išlaikyti savo orbitą be varomosios jėgos. Pasodinta ant kanadietiškos robotinės rankos - kas kita - 50 kvadratinių metrų burinė burė galėtų išgelbėti stotį 9 kg hidrazino per metus, o tai brangu nešti iš Žemės į Mėnulį.
Viena misija, su kuria tikriausiai esate susipažinusi, yra „Breakthrough Starshot“ koncepcija. Užuot naudojęsis saulės šviesa kaip varomąją jėgą, „Breakthrough Starshot“ tikisi naudoti galingus lazerius, kurie pagreitins mažus palydovus iki tarpžvaigždinių greičių.
Tai gali būti pirmasis erdvėlaivis, kuris kada nors siunčia namų vaizdus iš kitos žvaigždžių sistemos. Mes atlikome visą šios ir kitos sunkesnės lazerio burės misijos, vadinamos „Project Dragonfly“, epizodą.
Deja, užtruko ilgiau, kol kosminės agentūros į savo misijas įtraukė saulės burės, nei aš tikėjausi. Tai suprantama, jie yra sudėtingi ir trapūs ir reikalauja tikslaus orientavimo. Prasminga, kad misijų planuotojai savo erdvėlaiviui varyti visoje Saulės sistemoje naudotų patikrintas chemines raketas arba efektyvius jonų variklius.
Pradėjus ir tikrinant vis daugiau saulės burių, inžinieriai įsitikins, kaip geriausiai jas naudoti kaip misiją. Aš įsivaizduoju ateitį, kai beveik kiekvienoje misijoje bus atsarginė saulės burė, tik tuo atveju, jei su pagrindiniu varikliu kažkas nutiks.
Mane visada žavėjo galimybė plaukti saulės voniomis ir stebėjau kiekvieną atradimą ir su jauduliu žengiau į priekį. Labai džiaugiuosi, kad planetų draugija tai padarė savo bandymais. Jie vykdė visą misiją už 7 milijonus dolerių, kurią finansavo Planetų draugijos nariai, privatūs piliečiai ir „Kickstart“ kampanija. Jei norite paremti šią ir būsimas misijas, kurios padės ištirti Saulės sistemą, eikite į planetary.org ir sužinokite daugiau.
