NASA pracuje nad nowym żaglem słonecznym

Amerykańska agencja kosmiczna NASA poparła projekt nowego typu - dyfrakcyjnego żagla słonecznego, który ma lepiej wykorzystywać promienie gwiazdy. Wynalazek ma pomóc w przekraczaniu kolejnych granic w kosmicznych lotach.

Na zdjęciu powyżej dyfrakcyjne żagle słoneczne, przedstawione na tej koncepcyjnej ilustracji, mogą umożliwić misje do trudno dostępnych miejsc, takich jak orbity nad biegunami Słońca (fot. MacKenzi Martin)

NASA wybrała projekt Diffractive Solar Sailing do III fazy programu Innovative Advanced Concepts (NIAC), w którym rozwijane są najbardziej futurystyczne kosmiczne technologie.

„NIAC pozwala nam na wspieranie najbardziej kreatywnych pomysłów na nowe technologie kosmiczne. Nasz cel to zmiana tego, co możliwe i dyfrakcyjny żagiel słoneczny może na to pozwolić w przypadku różnych misji nowego typu” – powiedział Mike LaPointe, dyr. wykonawczy programu NIAC.

Koncepcja żagla ma teraz spore szanse na realizację.

„W czasach, gdy sięgamy w kosmos dalej, niż kiedykolwiek, będziemy potrzebowali innowacyjnych, najnowocześniejszych technologii, które pozwolą na prowadzenie naszych misji. Program NASA Innovative Advanced Concepts pomaga uwolnić wizjonerskie idee – takie jak żagle słoneczne – i przybliżyć je do wprowadzenia w życie” – powiedział administrator Agencji Bill Nelson.

Słoneczne żagle wykorzystują ciśnienie wywierane przez promienie Słońca.

Dzisiejsze żagle, głównie odbijające światło są bardzo cienkie ale wyjątkowo rozległe. Jednocześnie zakres ich ustawiania względem Słońca jest mocno ograniczony, co utrudnia sterowanie pojazdem.

Nowy rodzaj żagla w cienką powłokę ma mieć wbudowany element przypominający kratownicę, który pozwoli na wykorzystanie zjawiska zwanego dyfrakcją światła.

W uproszczeniu mówiąc dyfrakcja powoduje rozproszenie światła po przejściu przez wąską szczelinę. Efektem tego ma być lepsze wykorzystanie fotonów, co pozwoli na manewrowanie statkiem bez znacznego poświęcania wydajności napędu.

Twórcy wynalazku – eksperci z Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory – otrzymają 2 mln dol. na rozwój swojego pomysłu i ewentualne przygotowanie misji demonstracyjnej.

W czasie wcześniejszych prac badacze przetestowali różne materiały do wykonania żagla oraz opracowali procedury nawigacji i kontroli pojazdu, który mógłby okrążać Słońce po orbicie biegunowej.

Taką orbitę trudno jest osiągnąć z pomocą standardowych napędów. Tymczasem lekkie, nieustannie popychane słonecznymi promieniami żagle pozwoliłyby na umieszczenie na takich orbitach nawet całej konstelacji badawczych instrumentów.

„Dyfrakcyjny żagiel słoneczny to nowoczesne podejście do liczącej już dekady wizji. Technologia ta może poprawić architekturę wielu misji, a największe znaczenie może mieć dla społeczności heliofizyków” – stwierdził kierujący projektem Amber Dubill.

„Przy posiadanej przez nasz zespół wiedzy z zakresu optyki, przemysłu kosmicznego, budowy tradycyjnych żagli słonecznych i metamateriałów, mamy nadzieję, że nasza praca pomoże naukowcom badać Słońce, jak nigdy dotąd” – powiedział.

Więcej informacji na stronie www.nasa.gov/press-release/nasa-supported-solar-sail-could-take-science-to-new-heights