بادبان خورشیدی جدید ناسا با پراش نور خورشید، به صورت موثرتری فضاپیماها را به حرکت درخواهد آورد

ناسا یک پروژه جدید و جذاب در رابطه با بادبان‌های خورشیدی را شروع کرده. ناسا تصور می‌کند که با خم کردن و جهت دادن به نور قبل از برخورد به بادبان خورشیدی، می‌تواند فضاپیماها را کارآمدتر از فناوری‌های رانش معمولی به پیش ببرد.

ما هنوز در عصر موشک‌های شیمیایی و رانشگرهای یونی هستیم و  هنوز استفاده روتین از بادبان خورشیدی، دور از دست به نظر می‌رسد.

اما بادبان‌های خورشیدی واقعا می‌توانند فضاپیما را با فشار فوتون‌های خورشید به پیش ببرند. این نیرو بسیار کوچک است، اما اگر سطح بادبان به اندازه کافی بزرگ باشد، فضاپیما به اندازه کافی سبک باشد و صبر زیاد داشته باشیم، همین نیرو برای رانش کافی خواهد بود.

این ایده برای دهه‌ها مورد بحث قرار گرفته و حتی چندین بار در فضا آزمایش شده است، نخستین آزمایش موفق این روش در ابعاد بزرگ با قایق فضایی ایکاروس IKAROS ژاپن در سال 2010 شروع شد.

اخیراً، LightSail 2 هم مشخص کرد که  می‌توان از نور خورشید برای تغییر مدار یک فضاپیما با استفاده از بادبان خورشیدی استفاده کرد.

با این حال، این فناوری هنوز جای پیشرفت دارد. بادبان‌های خورشیدی زمانی که نور خورشید مستقیماً به آنها برخورد می‌کند، بیشترین نیروی رانش را ایجاد می‌کنند، پس اگر نور خورشید در زاویه قائمه را نداشته باشند، مسیر حرکت آنها و میزان مانور آنها محدود می‌شود. مفهوم بادبان خورشیدی پراشی یا Diffractive  برای حل همین مشکل ابداع شده است.

همانطور که از نام آن پیداست، این فناوری مبتنی بر پدیده پراش است. اساساً، هنگامی که امواج نور از یک شکاف کوچک عبور می کنند، شروع به پخش شدن به شکل بادبزن از سوی دیگر می‌کنند. برای استفاده از این پدیده، بادبان خورشیدی پراشی Diffractive باید مجهز به توری‌های کوچکی که در لایه‌های نازک شود تا نور خورشیدی که به آنها برخورد می‌کند، پخش شود. نتیجه نهایی یک فضاپیما کارآمدتر و مانورپذیرتر است.

تیم تحقیقاتی می‌گوید که این فناوری به فضاپیماها اجازه می‌دهد تا به مکان‌های سابقا غیرقابل دسترس برسند. به عنوان مثال، آنها پیشنهاد می کنند که یک مجموعه از آنها را می‌توان در مداری به دور قطب‌های خورشید قرار داد تا پیش‌بینی آب و هوای فضا را بهبود بخشند.

پروژه بادبان خورشیدی پراشی به عنوان بخشی از فاز سوم برنامه مفاهیم پیشرفته نوآورانه ناسا (NIAC) انتخاب شده است. این تیم برای بهینه سازی مواد سازنده بادبان دست به کار خواهد شد و آزمایش‌های زمینی را برای آماده‌سازی طرح برای ماموریت های فضایی آینده انجام خواهد داد.

منبع: ناسا