Imaginați-vă o pânză cu energie solară care ar putea propulsa o ambarcațiune spațială prin vidul spațiului ca un vânt care conduce o vela aici pe Pământ. NASA și alte agenții spațiale iau în serios ideea și lucrează la diverse tehnologii de prototip. Edward Montgomory este managerul zonei tehnologice de propulsie a solilor solare la NASA. Tocmai au testat o vela de 20 de metri în centrul de cercetare Glenn din centrul de cercetare Plum Brook din Sandusky, Ohio.
Ascultă interviul: NASA Teste a Sail Solar (3,7 mb)
Sau abonați-vă la Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain - Îmi puteți oferi un fundal cu privire la pânzele solare în general?
Edward Montgomery - Aceasta este o tehnologie de care agenția noastră este interesată de ceva timp, dar istoria se întoarce de câteva sute de ani lui Fredrick Sander la sfârșitul secolului (19). În vremurile mai recente, am constatat că progresele realizate în câteva domenii au făcut ca ceea ce trebuie să analizăm. Materialele compozite care au apărut în ultimii câțiva ani, cum ar fi în echipament sportiv format din tije ultra, ușoare și tehnologii de film care, în unele moduri, sunt legate de industria materialelor și de câmpurile circuitelor integrate, de exemplu și aditivi de vopsea Aceste câmpuri au făcut posibilă construirea unor structuri în spațiu asemănătoare gossamerului și nu am reușit niciodată să facem asta până cu câteva decenii înainte (acum) și odată ce puteți reduce tipul de masă foarte scăzut, atunci nu este nevoie de multă forță pentru a obține o accelerație și o bună propulsie.
Cum poate lumina să ofere propulsie foliei de aluminiu în spațiu?
Aceasta este o proprietate foarte fascinantă pe care lumina o are; nu are masă, deci nu poate să scape de ceva, dar de fapt interacționează cu obstacole; îi conferă un impuls și acest lucru a fost teoretizat de Einstein și a fost dovedit într-o serie de experimente de laborator.
Care este tehnologia pe care o testați acum la NASA?
Luăm un concept special de vele solare, care este o pânză pătrată; are 4 brațe care ies, iar între brațe sunt pânze triunghiulare și acest sistem este conceput pentru a transporta sarcini utile cu dimensiuni relativ modeste: sarcina utilă Robotic Science. Ne uităm la mai multe misiuni către sistemul solar interior pentru a studia fizica Soarelui și cum interacționează cu Pământul.
Așadar, v-ați trimite navigația solară din poziția noastră; orbita Pământului, mai aproape de Soare? Mi se pare un fel de întoarcere.
Ei bine, mersul pe care îl poate produce vela este proporțional cu puterea luminii solare și, pe măsură ce vă apropiați de Soare, puterea propulsiei urcă pe măsură ce pătratul distanței, pe măsură ce vă apropiați, de aceea funcționează mult mai mult eficient în apropierea Soarelui. Misiunile care au fost planificate să privească sistemul solar exterior; aproape toți s-au implicat mai întâi să meargă la sistemul solar interior care zboară aproape de Soare și să obțină un impuls bun și apoi să iasă. Dar misiunile pe termen scurt la care ne uităm sunt misiunile care se încadrează; ei nu merg foarte repede. Există un punct de echilibru între atracția gravitațională a Pământului și tracțiunea gravitațională a Soarelui numită punctul Lagrange și acum avem sateliți pe acel site. Asta nu necesită nicio propulsie specială, dar dacă doriți să stați și să plasați la un moment dat mai aproape de Soare (pentru a ajunge la) acel anumit punct din spațiu, atunci trebuie să aveți anumite capacități de propulsie, iar oamenii de știință ai noștri să aibă un interes intens la dorința de a fi în acel moment. Vă puteți imagina cum ar putea fi un loc avantajos pentru a pune unele instrumente între Pământ și Soare, pentru a înțelege cum este proprietatea fizică.
Ok, așa am înțeles; ar fi ca și cum Soarele ar fi un fan și ai avea mașina ta și l-ai lăsat să se abată spre Soare, până la punctul în care forța energiei Soarelui care iese din ea este perfect echilibrată pentru a menține navigarea solară la punctul respectiv. Nu va merge mai departe și nici nu a mers mai aproape.
Dreapta. Este corect.
Ce fel de experimente v-ar interesa să faceți dacă puteți să vă apropiați și să puteți menține stația?
Sunt un inginer de propulsie, nu un om de cercetare; ei pot face o treabă mult mai bună pentru a explica ceea ce studiază exact, dar unele dintre instrumentele pe care intenționează să le pună măsoară magnetosfera, măsoară particule de energie ridicate pe măsură ce trec. Un interes deosebit este sesizarea ejectărilor de masă coronală; acestea sunt marile evenimente care au loc pe Soare, că odată ce ajung pe Pământ pot perturba cu adevărat comunicațiile noastre și pot efectiv dăuna și distruge echipamente electronice sensibile. O astfel de flacără în 1986 a provocat câteva milioane de dolari daune doar în America de Nord, așa că dorim să putem prezice acele evenimente atunci când acestea se petrec și dacă avem suficient timp de avertizare, ne putem opri echipamentul sau în anumite condiții, să le păstrăm. de la a se răni, de aceea este important să știm când vine o ejecție de masă coronală.
Ce ar putea ține viitorul acestei tehnologii, cu posibilitatea de a explora sistemul solar exterior?
Ei bine, acesta este un punct bun. După cum am menționat, aceste expuneri de masă coronală pot fi, de asemenea, foarte dăunătoare pentru astronauții noștri, astfel încât NASA caută în viitorul apropiat să se întoarcă pe Lună și Marte, despre care s-a discutat mult. Va trebui să putem prezice când se vor întâmpla aceste evenimente (ejectări de masă coronală), astfel încât astronauții noștri să poată ajunge la paradisuri sigure de la aceste evenimente, așa că va trebui probabil să avem acești sateliți de avertizare poziționați lângă lună și Marte. sistemul solar pentru un avertisment în acest sens. (După aceea), în cele din urmă, în viitor, există un interes intens în a dori să înțelegem structura sistemului nostru solar în afara orbitei lui Pluto, în special Heliopauză, acum nava spațială Voyager tocmai a intrat în acea regiune; s-au întors rezultate interesante acolo; și există multe despre care am dori să știm în acea regiune a spațiului. Dincolo de asta, se numește Cloud Oort, care se presupune că este zona de spațiu în care o mulțime de comete pe care le vedem trăiesc cea mai mare parte din viața lor, dar ocazional vin în Soare. Deci, trebuie să se facă un pic de știință; observarea și explorarea chiar dincolo de marginile sistemului solar.
Ar fi ceva diferit în construirea unei vele solare, care ar putea călători în sistemul solar exterior, atunci la ce lucrați acum?
Nu trebuie să fie. Ați putea lua tehnologia pe care o urmărim acum pentru a face aceste semnale de expulzare a masei coronale și ați putea trimite navigarea într-o misiune. Problema este că este nevoie de mai multe ori pentru a ajunge la acei nori Oort și a ieși în Heliopauză. Dacă putem construi o navigă care este de ordinul mărimii sau o zecime din greutate pentru aceeași cantitate de suprafață; adică de 10 ori mai bine dacă veți dori, atunci putem face aceeași misiune în jumătate din timp, așa că, pentru a începe cu adevărat să luăm în considerare această misiune, vom dori să construim pânze cu performanțe superioare pentru a o face cu adevărat și pentru a o face în timpul vieții noastre, daca tu vei.
Care este intervalul de timp înainte cu prototipul pe care îl testați și planurile de viitor?
Este ceva care se studiază acum în agenție; în special, există un comitet consultativ științific care se întrunește și stabilește care sunt prioritățile lor științifice și care va stabili data necesității pentru momentul în care velele trebuie să fie gata. Când poate fi gata ..., bine ce am făcut în ultimii 3 ani, care a culminat cu aceste teste la Plumbrook este să facem tot ce putem pentru teren pentru a proiecta și opera o navigă solară într-un mediu spațial simulat. Următorul pas este să urci în spațiu și acesta va fi un pas important. Într-adevăr, trebuie să avem un zbor al velei solare și să vedem cum funcționează în spațiu: încărcările pe structura velei sunt mult, mult mai mici decât sunt aici pe sol. Gravitatea pune o încărcătură pe pânze de 4.000 de ori mai mare decât ceea ce va face Soarele. Deci, un mediu cu adevărat este în spațiu și trebuie să-l luăm (vela) până să-l testăm. Mai sunt încă 3-5 ani pentru a face acest lucru și atunci va fi gata să fie perfuzat într-o misiune științifică; 3-5 ani faza de planificare și dezvoltare a misiunilor spațiale nominale. Așadar, în următoarea decadă, cu siguranță, aștept să văd zborul unei vele solare.
