Znajdujący się na orbicie eksperymentalny statek kosmiczny LightSail 2, opracowany przez Planetary Society, rozwinął swój żagiel słoneczny. Celem przedsięwzięcia jest zademonstrowanie technologii wykorzystania promieniowania słonecznego jako napędu.
LightSail 2 to trzeci statek kosmiczny w programie LightSail. Został wyniesiony na orbitę 25 czerwca na pokładzie rakiety Falcon Heavy firmy SpaceX i od tego czasu jego operatorzy przygotowywali się do rozwinięcia żagla. Wczoraj późnym wieczorem otworzyły się małe pudełka na satelicie, z których wysunął się materiał żagla. Cała operacja przebiegła pomyślnie.
Materiał, z którego zrobiony jest żagiel ma grubość zaledwie 4,5 mikrometra – jest cieńszy niż ludzki włos. Sam żagiel to w rzeczywistości układ czterech mniejszych trójkątnych żagli, które razem tworzą duży kwadrat o powierzchni 32 metrów kwadratowych. Po jego rozwinięciu kontrolerzy statku będą chcieli wykorzystać go do podniesienia orbity, demonstrując moc i użyteczność koncepcji żagli słonecznych.
Żagiel słoneczny wykorzystuje pęd fotonów pochodzących ze Słońca, podobnie jak żaglówka wykorzystuje energię wiatru. Lekki żagiel nie wychwytuje fotonów. Fotony odbijają się od jego powierzchni i przekazują tym samym niewielką ilość energii, która napędza statek. To lekka, prosta technologia, która ma ogromny potencjał.
W próżni przestrzeni kosmicznej nie ma oporu powietrza, więc z czasem, gdy coraz więcej fotonów odbija się od żagla, prędkość statku zrasta. Wszystko bez przenoszenia paliwa lub innego układu napędowego.
W pewnym sensie żagiel słoneczny jest dokładnie jak żagiel na łodzi. Zmiana kąta żagli pozwala na sterowanie statkiem kosmicznym.
Dopóki fotony będą uderzać w żagiel, statek będzie przyspieszać. Teoretycznie statek z takim napędem może osiągnąć prędkość, których rakieta chemiczna nigdy nie osiągnie. Oczywiście przyspieszenie nie będzie rosnąć cały czas w tym samym tempie. Im dalej od Słońca, tym przyspieszenie będzie się zmniejszać.
Poprzednik konstrukcji, która obecnie znajduje się na orbicie okołoziemskiej, LightSail 1, rozwinął swój żagiel w 2015 roku, ale nie wykonał żadnych kontrolowanych manewrów, wpadł w atmosferę Ziemi i spłonął. LightSail 2 został wyniesiony na wyższą orbitę, więc doświadczy mniej tarcia, co ma umożliwić manewry. Kontrolerzy misji zakładają, że LightSail 2 będzie funkcjonował przez rok.
SAIL DEPLOYMENT COMPLETE! We're sailing on SUNLIGHT!!!!! pic.twitter.com/PA74NMa7Ry
— Planetary Society (@exploreplanets) 23 lipca 2019
W przyszłości lekkie żagle takie jak ten mogą być realnym sposobem napędzania małych satelitów przez Układ Słoneczny, a być może nawet poza nim, bez konieczności stosowania ogromnej ilości paliwa, której potrzebuje tradycyjny statek kosmiczny. Nawet jeśli przyspieszenie jest powolne, światło słoneczne jest stałe i teoretycznie może doprowadzić statek kosmiczny do imponujących prędkości.
A lekkie żagle niekoniecznie muszą być zasilane energią słoneczną. Powstał pomysł, by takie żagle napędzać potężnymi laserami, które mogą zwiększyć przyspieszenie, może nawet wystarczająco do podróży międzygwiezdnych. Koncepcje realizuje projekt Breakthrough Starshot, za którym stoi izraelsko-rosyjski miliarder Yuri Milner.
Program zakłada wysłanie floty miniaturowych satelitów wyposażonych w żagle do naszej najbliższej gwiazdy - Alfa Centauri. By nie tracić czasu na nabieranie prędkości przy pomocy wiatru słonecznego małe satelity mają zostać rozpędzone wiązkami lasera z Ziemi.
Idea jest niezwykle ambitna. Przedstawiciele Breakthrough Starshot stwierdzili w 2016 roku, że wiązka lasera przyspieszyłaby statek kosmiczny, który ostatecznie osiągnąłby prędkość około 20 procent prędkości światła. Alfa Centauri znajduje się w odległości 4,37 lat świetlnych, więc nawet jeśli udałoby się osiągnąć taką prędkość, to podróż trwałaby ponad 20 lat.
Projekt Breakthrough Starshot należy zaliczyć do tych z gatunku science fiction. Jednak LightSail jest bliższy rzeczywistości. LightSail 2 to misja demonstracyjna, której celem jest pokazanie, że żagiel słoneczny może podnieść orbitę statku kosmicznego. Nadal jest wiele przeszkód do pokonania, ale ta technologia może mieć komercyjne zastosowanie dla małych satelitów, a ostatecznie może odgrywać dużą rolę w dalszej eksploracji naszego Układu Słonecznego.
Źródło i fot.: Planetary Society
