NASA-støttet solsejl kan tage videnskaben til nye højder

Mens NASAs udforskning fortsætter med at skubbe grænser, kan et nyt solsejlskoncept udvalgt af agenturet til udvikling mod en demonstrationsmission føre videnskaben til nye destinationer.

Diffractive Solar Sailing-projektet blev udvalgt til fase III-studie under NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC)-programmet. Fase III sigter mod en strategisk omstilling af NIAC-koncepter med den største potentielle effekt for NASA, andre offentlige myndigheder eller kommercielle partnere.

"Når vi begiver os længere ud i kosmos end nogensinde før, får vi brug for innovative, banebrydende teknologier til at drive vores missioner," sagde NASA-administrator Bill Nelson. "NASA Innovative Advanced Concepts-programmet hjælper med at låse op for visionære ideer – som nye solsejl – og bringe dem tættere på virkeligheden."

Som en sejlbåd, der bruger vinden til at krydse havet, bruger solsejl trykket fra sollys til at drive et fartøj gennem rummet. Eksisterende reflekterende solsejlsdesign er typisk meget store og meget tynde, og de er begrænset af sollysets retning, hvilket tvinger afvejninger mellem kraft og navigation. Diffraktive lyssejl ville bruge små gitre indlejret i tynde film for at drage fordel af en egenskab ved lys kaldet diffraktion, som får lys til at sprede sig, når det passerer gennem en smal åbning. Dette ville gøre det muligt for rumfartøjet at udnytte sollys mere effektivt uden at ofre manøvredygtighed.

"At udforske universet betyder, at vi har brug for nye instrumenter, nye ideer og nye måder at gå steder på," sagde Jim Reuter, associeret administrator for NASAs Space Technology Mission Directorate (STMD) ved NASAs hovedkvarter i Washington. "Vores mål er at investere i disse teknologier gennem deres livscyklus for at understøtte et robust økosystem af innovation."

Den nye fase III-pris vil give forskerholdet 2 millioner dollars over to år til at fortsætte teknologiudviklingen som forberedelse til en potentiel fremtidig demonstrationsmission. Projektet ledes af Amber Dubill fra Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland.

"NIAC giver os mulighed for at fremme nogle af de mest kreative teknologikoncepter inden for rumfart," sagde Mike LaPointe, fungerende programleder for NIAC-programmet ved NASAs hovedkvarter. "Vores mål er at ændre det mulige, og diffraktiv solsejlads lover at gøre netop det for en række spændende nye missionsapplikationer."

Diffraktiv lyssejlads ville udvide solsejls kapacitet ud over, hvad der er muligt med missioner under udvikling i dag. Projektet ledes af Amber Dubill fra Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland. Gennemførligheden af ​​konceptet blev tidligere undersøgt under NIAC's Fase I og Phase II-priser, ledet af Dr. Grover Swartzlander fra Rochester Institute of Technology i New York, som fortsætter som co-investigator på projektet. Les Johnson, leder for to af NASA's kommende solsejlmissioner ved NASAs Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama, er også medforsker. Under de tidligere priser designet, skabte og testede holdet forskellige typer diffraktive sejlmaterialer; udført eksperimenter; og designet nye navigations- og kontrolsystemer til en potentiel diffraktiv lyssejlsmission, der kredser om Solens poler.

Arbejdet under fase III vil optimere sejlmaterialet og udføre jordforsøg til støtte for denne konceptuelle solmission. Baner, der passerer over Solens nord- og sydpoler, er vanskelige at opnå ved brug af konventionel rumfartøjsfremdrift. Letvægts diffraktive lyssejl, drevet frem af sollysets konstante tryk, kunne placere en konstellation af videnskabelige rumfartøjer i kredsløb om Solens poler for at fremme vores forståelse af Solen og forbedre vores muligheder for at forudsige rumvejr.

"Diffraktiv solsejlads er et moderne bud på lyssejls årtier gamle vision. Selvom denne teknologi kan forbedre en lang række missionsarkitekturer, er den klar til at påvirke heliofysiksamfundets behov for unikke solobservationsevner," sagde Dubill. "Med vores teams kombinerede ekspertise inden for optik, rumfart, traditionel solsejlads og metamaterialer håber vi at give videnskabsfolk mulighed for at se Solen som aldrig før." + Udforsk yderligere

NASA udvælger teknologiske koncepter i de tidlige stadier til nye, fortsatte undersøgelser