At sejle blandt stjernerne:hvordan fotoner kunne revolutionere rumflyvning

Om et par dage, en SpaceX Falcon Heavy raket vil løfte fra Florida, bærer en satellit på størrelse med et brød uden andet til at drive den end et enormt polyester "solsejl".

Det har været videnskabsmændenes drømme i årtier, men er først for ganske nylig blevet til virkelighed.

Ideen lyder måske skør:at drive et fartøj gennem rummets vakuum uden motor, ingen brændstof, og ingen solpaneler, men i stedet udnytte momentum af pakker af lysenergi kendt som fotoner - i dette tilfælde fra vores sol.

Rumfartøjet, der skal opsendes på mandag, kaldet LightSail 2, blev udviklet af Planetary Society, en amerikansk organisation, der fremmer rumforskning, som blev grundlagt af den legendariske astronom Carl Sagan i 1980.

Men selve ideen har eksisteret meget længere end som så.

"I 1600-tallet Johannes Kepler talte om at sejle blandt stjernerne, "Bill Nye, den administrerende direktør for Planetary Society, fortalte AFP.

Kepler teoretiserede, at sejl og skibe "kunne tilpasses til den himmelske brise, " og "det viser sig, der virkelig er. Det er ikke kun poesi, " sagde Nye, som i USA er kendt som "Science Guy" efter børne-tv-showet, der bragte ham national berømmelse i 1990'erne, og som nu er vært for et Netflix-program.

Og at bygge et solsejl kræver ikke banebrydende teknologi, som du måske forestiller dig.

Det er i det væsentlige en stor firkant af meget tynd film (mindre end bredden af ​​et menneskehår), som også er ultralet og reflekterende.

Den har et areal på 32 kvadratmeter og er lavet af Mylar, et mærke af polyester, der har været på markedet siden 1950'erne.

Når fotoner hopper af sejlet, de overfører deres momentum i den modsatte retning af det hoppende lys.

"Jo større og mere skinnende og lavere masse rumfartøjet, jo mere et skub det bliver, " forklarer Nye.

Fremdriften fra disse fotoner er lille – men den er også ubegrænset. "Når du er i kredsløb, du løber aldrig tør for brændstof, " han sagde.

Japans rumagentur lancerede et solsejl i 2010, døbt Ikaros, men andre har ikke været i stand til at teste konceptet fuldt ud.

"Det er en romantisk idé, hvis tid endelig er kommet, " sagde Nye. "Vi håber, denne teknologi fanger."

Ubegrænset energi

Dens forgænger var LightSail 1, lanceret i 2015. Men dens mission, som varede et par dage, oplevede problemer og var kun beregnet til at teste sejlets indsættelse.

LightSail 2 kostede 7 millioner dollars, en relativ ringe størrelse i rummissionsformål. Det forventes at forblive i kredsløb i et år, og repræsenterer et mere endegyldigt proof of concept.

"Vi ønsker at demokratisere rumforskning, " begejstret Nye, som har inviteret universiteter og virksomheder til at tage teknologien op.

Få dage efter opsendelsen fra Kennedy Space Center i Florida, LightSail 2 vil åbne sine hængslede solcellepaneler, derefter udsende de fire trekantede dele af dets sejl, som tilsammen danner en kæmpe firkant.

Til denne demonstration, solpaneler vil levere strøm til satellittens andre funktioner såsom fotografering og jordkommunikation.

Mens den kredser om Jorden, det vil begynde at øge sin højde takket være trykket fra solstråling på sejlet.

Så hvad ser vi teknologien blive brugt til i den nærmeste fremtid?

Til at starte med, det kunne lette udforskningen af ​​det dybe rum. Selvom det starter meget langsommere end et rumskib drevet af brændstof, det vil fortsætte med at accelerere permanent gennem rummet, til sidst at opnå betagende hastigheder.

Den anden anvendelse ville være at holde en sonde på et stationært punkt i rummet, hvilket ville kræve rettelser foretaget i det uendelige. For eksempel, et teleskop, der ser ud efter asteroider i nærheden af ​​Jorden, eller en satellit, der skal fikseres i en stationær bane over Nordpolen.

"Du skal bruge en enorm mængde raketbrændstof for at holde stille i 10 år. Det er bare ikke praktisk, sagde Nye.

Fotoner, på den anden side, er ubegrænsede.

Som en bonus, sagde videnskabsmanden, "Du vil være i stand til at se det fra jorden, " med det blotte øje.

© 2019 AFP