توسعه‌ی نسل بعدی بادبان خورشیدی در دستور کار ناسا قرار گرفت
ناسا با حمایت از یک مطالعه‌ی دانشگاهی روی نسل آینده‌ی بادبان خورشیدی که کنترل جهت حرکت را ممکن می‌سازد، قصد دارد سفر در منظومه‌ی شمسی را سریع‌تر از قبل کند.
رسیدن از نقطهی A به نقطهی B در منظومه‌ی شمسی کار ساده‌ای نیست و موشک‌های ناکارآمد و سنگین فعلی نمی‌توانند بهترین راه باشند. بنابراین، ناسا اعلام کرده است که در حال توسعه‌ی طرح مفهومی بادبان خورشیدی جدیدی است که می تواند فضاپیماهای آینده را کارآمدتر و مانورپذیر کند.
پروژه‌ی فضاپیمای «بادبان پراش خورشیدی» (Diffractive Solar Sailing) هم‌اکنون وارد فاز سوم توسعه تحت برنامه‌ی «طرح‌های مفهومی پیشرفته‌ی نوآورانه‌ی ناسا» (NIAC) شده است، که در نهایت می‌تواند موجب ساخت کاوشگرهایی شود که از تابش خورشیدی برای گذر از مناطق قطبی خورشید استفاده می‌کنند.
مفهوم بادبان‌های خورشیدی یک ایده‌ی قدیمی است که برای نخستین بار در دهه‌ی ۱۹۸۰ میلادی ارائه شدند. این طرح بیان می‌کند که شما یک فضاپیما را به بادبان سبک وزنی مجهز می‌کنید که فشار ناشی از تابش خورشید را به نیروی پیشران تبدیل می‌کند.
اما مشکل این است که بادبان خورشیدی باید بسیار بزرگ‌تر از فضاپیمایی باشد که به آن متصل است. حتی یک بادبان خورشیدی کم‌رانش باید تقریبا یک کیلومتر مربع باشد و باید بتوان آن را در طول یک مأموریت سالم نگه داشت.
علاوه بر این برای حرکت انتخاب محدودی وجود دارد و فضاپیما باید در جهت نور خورشید پرواز کند، بنابراین باید بین قدرت یا ناوبری توازن برقرار شود. اکنون طرح آینده‌نگرانه‌ی بادبان‌های پراش نوری می‌تواند این کاستی‌ها را برطرف کند.
یک بادبان نوری توسعه یافته توسط جامعه‌ی سیاره‌ای
Credit: Planetary Society
این کار در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز به سرپرستی پژوهشگران این دانشگاه «امبر دوبیل» (Amber Dubill) و «گروور سوارتزلندر» (Grover Swartzlander) انجام می‌شود. تا کنون این پروژه طی آزمایش‌های فاز ۱ و ۲ که به توسعه‌ی مطالعات مفهومی و امکان‌سنجی بادبان‌های پراش نوری می‌پرداختند، پیش رفته است. اکنون بودجه‌ی پژوهشی ۲ میلیون دلاری فاز سوم تضمین می‌کند که این مطالعات در دو سال آینده می‌توانند طراحی و آزمایش مواد مؤثر در این زمینه را به واقعیت تبدیل کنند.
بادبان پراش نوری، همان‌طور که از نام آن پیداست، از یک ویژگی نور به نام «پراش» (Diffraction) بهره می‌برد. هنگامی که نور از یک سوراخ کوچک می‌گذرد، در سمت دیگر پخش می‌شود. این ویژگی می‌تواند برای مانور بیشتر یک بادبان سبک استفاده شود، بنابراین نیازی به رفتن به هر جایی که بادهای خورشیدی می‌وزند، نخواهد بود.
این تیم نمونه‌های اولیه‌ی خود را با در نظر گرفتن چندین برنامه‌ی مأموریتی احتمالی طراحی خواهد کرد. این فناوری به احتمال زیاد تأثیری بر مأموریت‌های منظومه‌ی شمسی بیرونی که نور خورشید ضعیف‌تر است و فاصله‌های بسیار دورتر که به روش‌های حمل‌ونقل سریع‌تری نیاز دارند، نخواهد داشت. در عوض، فیزیکی خورشید (هلیوفیزیک) یک مورد استفاده‌ی عالی برای بادبان پراش نوری است، چون امکان بازدید از مناطق قطبی خورشید را فراهم می‌کند که دسترسی به آن‌ها با فناوری فعلی دشوار است.
یک بادبان نوری با توانایی جهت‌دهی نیروی رانش از یک جریان مداوم نور خورشید، می‌تواند بر فراز قطب‌ها وارد مدار شود. حتی ممکن است مجموعه‌ای از ماهواره‌ها امکان مانور در این مدار دشوار را داشته باشند تا خورشید را از زاویه‌ای جدید مطالعه کنند. فعلا همه چیز در حد نظریه و مطالعه است اما ممکن است در چند سال آینده، ناسا بتواند یک مأموریت نمایشی را در این زمینه انجام دهد.
عکس کاور: طرحی گرافیکی از یک بادبان خورشیدی
Credit: NASA via Extreme Tech
منبع: Extreme Tech
ما که منتظر اینترنت ماهواره ای هستیم (;