بادبان‌های خورشیدی، ممکن است سفر به قطب‌های خورشید را ممکن کنند

مجموعه: اخبار علمی و آموزشی

تاریخ انتشار : دوشنبه, 09 خرداد 1401 15:11

به گزارش ایسنا و به نقل از دیجیتال ترندز، برای عبور کردن یک فضاپیما از جو زمین و خارج شدن از گرانش آن، نیروی زیادی لازم است اما هنگامی که یک فضاپیما به مدار می‌رسد، به نیروی نسبتا کمی برای حرکت کردن در فضا نیاز دارد. در واقع، حتی مقادیر ناچیزی از نیروی ثابت می‌تواند به یک فضاپیما امکان دهد تا به دورترین اعماق منظومه شمسی سفر کند. این همان اصل ورای عملکرد "بادبان خورشیدی"(Solar sail) است. این فناوری، صفحات نازک و بزرگی از مواد بازتابنده را به فضاپیما متصل می‌کند. فوتون‌های کوچک نور خورشید از این ماده منعکس می‌شوند و فشار کوچکی را به فضاپیما وارد می‌کنند تا به آن امکان دهند که در فضا حرکت کند.

پروژه‌های مربوط به بادبان خورشیدی مانند پروژه "لایت سیل ۲"(LightSail 2) ثابت کرده‌اند که این فناوری کاربرد دارد. با وجود این، محدودیت‌هایی نیز وجود دارد. نخست این که فضاپیماهای دارای بادبان‌های خورشیدی، بسیار آهسته‌تر از همتایان خود هستند که با رانشگرها کار می‌کنند اما مشکل بزرگتر، مربوط به مسیریابی است. بادبان‌های خورشیدی باید با جهت نور خورشید در دسترس کار کنند و حرکت دادن آنها دشوار است. ناسا اکنون به دنبال طرح‌های جدیدی برای بادبان‌های خورشیدی است که بتوانند قابلیت‌های مسیریابی آنها را بهبود ببخشند.

ایده مورد نظر این است که از نوعی فناوری به نام "بادبان‌های خورشیدی پراش"(diffractive solar sails) استفاده شود. این نوع بادبان‌ها دارای توری‌های کوچکی هستند که نور را از خود عبور می‌دهند. همان طور که نور از یک دهانه کوچک عبور می‌کند، طی فرآیندی به نام پراش نور، گسترش می یابد اما به دلیل وجود توری‌ها، نور ورودی را می‌توان با دقت بیشتری کنترل کرد و بدین ترتیب می‌توان آن را با دقت بیشتری حرکت داد.

"امبر دوبیل"(Amber Dubill)، پژوهشگر "آزمایشگاه فیزیک کاربردی"(APL) در "دانشگاه جانز هاپکینز"(JHU) و سرپرست این پروژه گفت: پراش نور اساسا به شما امکان می‌دهد تا زاویه‌ای را که در آن نور ورودی تغییر جهت می‌دهد، تنظیم کنید. همچنین، این امکان را فراهم می‌کند تا بادبان مورد استفاده، کوچک‌تر از بادبان‌های بزرگ کنونی باشد که اکنون استفاده می‌شوند.

این گروه پژوهشی، در حال توسعه این فناوری هستند و هدف آنها انجام دادن ماموریتی است که از قطب‌های خورشید بازدید می‌کند. دسترسی به این قطب‌ها با استفاده از سیستم‌های پیش‌ران فضاپیماهای سنتی دشوار است اما از بادبان‌های خورشیدی می‌توان برای قرار دادن یک فضاپیما در مدار اطراف آنها استفاده کرد.

دوبیل ادامه داد: این فناوری می‌تواند بسیاری از ساختارهای ماموریت را بهبود ببخشد و آماده است تا نیازهای جامعه هلیوفیزیک به قابلیت‌های منحصربه‌فرد رصد خورشید را پاسخ دهد. امیدواریم که تخصص گروه ما در نورشناسی، هوافضا، بادبان‌های خورشیدی و فرامواد، به دانشمندان امکان دهد تا خورشید را بررسی کنند.

ناسا به این گروه پژوهشی، یک کمک مالی دو میلیون دلاری اعطا کرده است تا به توسعه این فناوری تحت برنامه "مفاهیم پیشرفته نوین"(NIAC) خود بپردازند. "بیل نلسون"(Bill Nelson)، مدیر ناسا در بیانیه‌ای گفت: از آنجا که اکنون بیش از هر زمان دیگری به کیهان می‌رویم، به فناوری‌های نوآورانه و پیشرفته برای هدایت مأموریت‌های خود نیاز داریم. برنامه مفاهیم پیشرفته نوین ناسا، راه را برای ارائه ایده‌های رویایی مانند بادبان‌های خورشیدی جدید هموار می‌سازد و آنها را به واقعیت نزدیک‌تر می‌کند.