پس از چندين شکست، دانشمندان آماده مي‌شوند تا دو فضاپيماي جديد مجهز به بادبان‌هاي خورشيدي را در سال آينده آزمايش کنند. موفقيت اين بادبان‌هاي خورشيدي مي‌تواند روشي جديد براي سفرهاي ميان‌سياره‌اي را در اختيار انسان قرار دهد. انتظار مي‌رود که سال آينده، نقطه عطفي براي فضاپيما‌هاي بادباني خورشيدي باشد، چرا که قرار است دست کم دو فضاپيما بادباني آزمايشي پرتاب شوند تا به طور عملي روش جديد استفاده از فشار تابشي خورشيد را به عنوان نيروي پيشران فضاپيما نشان دهند.
به گزارش اسپيس‌فلايت‌ناو، نخستين فضاپيما را ژاپن به فضا پرتاب خواهد کرد. آژانس فضايي ژاپن، جاکسا قصد دارد فضاپيماي بادباني بين‌سياره‌اي ايکاروس را که از فشار تابشي پرتوهاي خورشيد براي شتاب گرفتن استفاده مي‌کند، در ماه مي / ارديبهشت سال آينده به فضا پرتاب کند. گروه Space Advocacy روز دوشنبه در بيانيه‌اي که توسط لوئيس فريدمن، مدير اجرايي پلانتري‌سوسايتي نوشته شده بود، اعلام کرد که اين انجمن نيز پرتاب فضاپيما آزمايشي خود را تا پايان سال 2010 / پاييز 1389انجام خواهد داد.
تمام سازمان‌هاي فضايي عمده دنيا تاکنون در مورد فضاپيما‌هاي بادباني خورشيدي تحقيق و پژوهش کرده‌اند، ولي در آزمايش‌هاي آنها فقط به باز کردن بادبان‌ها در فضا اکتفا شده و در هيچ‌يک از آنها از اين ساختار به عنوان يک نيروي پيشران استفاده نشده است.
بادبان‌ها را باز کنيد
بادبان‌هاي خورشيدي، روشي موثر و ارزان‌قيمت براي سفر بين اجرام منظومه خورشيدي و در نهايت، سفرهاي ميان‌ستاره‌اي فراهم مي‌کند. ايده کلي آن، استفاده از ساختارهاي باريک و بلند باز شونده‌اي است که با بازتاب کردن پرتوهاي نور، انرژي حرکت فضاپيما را تامين کند؛ بسيار شبيه به وزش باد درون بادبان‌هاي کشتي‌هاي قديمي.
شايد فکر کنيد فشار پرتوهاي نور براي به‌حرکت درآوردن فضاپيما بيش‌از حد کم باشد؛ اما اگر فضاپيمايي بسيار سبک داشته باشيد، اين نيروي در ظاهر اندک مي‌تواند شتاب قابل ملاحظه‌اي به آن بدهد. اما مزيت مهم استفاده از بادبان‌هاي خورشيدي جداي از رايگان بودن انرژي پيشران، زمان نامحدود شتاب‌گيري است. موشک‌هاي شيميايي تنها براي زمان محدودي سوخت در اختيار دارند و هرچند شتاب توليدي آنها بسيار زياد است، اما زمان اندک مصرف سوخت مانع از دست‌يابي اين اجرام به سرعت‌هاي بالا مي‌شود.
در مقابل، استفاده از بادبان‌هاي خورشيدي هرچند شتاب کمي دارد، اما چون فضاپيما هميشه و در هر فاصله‌اي از خورشيد در معرض تابش پرتوهاي پرانرژي اين ستاره است، مي‌تواند آرام آرام به سرعت خود بيافزايد و در بازه زماني معقولي، از چند ماه تا چند سال، به سرعت‌هاي بسيار بسيار بالايي دست يابد که فناوري امروز بشر نمي‌تواند به آن دست يابد.
موم، پر، بادبان
ايکاروس، شبيه به کايت بين سياره‌اي است که با پرتوهاي خورشيد شتاب مي‌گيرد. نام آن نيز از اسطوره يوناني ايکاروس وام گرفته شده است. در افسانه‌هاي يونان آمده که ايکاروس و پدرش با استفاده از پر و موم، براي خود بال‌هايي ساختند و تلاش کردند با استفاده از آنها از زندان بگريزند، ولي ايکاروس بيش از حد اوج گرفت و آن‌قدر به خورشيد نزديک شد که موم بال‌هايش آب شد و همين منجر به سقوط و مرگ وي گرديد.
به گفته سازمان اکتشافات هوافضاي ژاپن، اين فضاپيما در ارديبهشت‌ماه سال آينده با استفاده از يک راکت H-2A و به همراه فضاپيما آکاتسوکي که رهسپار مريخ است، پرتاب خواهد شد.
در سال‌هاي اخير، ژاپن پيشروترين کشور در پژوهش‌هاي مربوط به فضاپيما‌هاي بادباني خورشيدي بوده است. اين کشور يک بازتابنده کوچک از راکتي زيرمداري را در سال 2004 / 1383 پرتاب کرد، ولي در هنگام آزمايش مداري يک بادبان بزرگ‌تر در سال 2006 / 1385، اين بادبان نتوانست به طور کامل باز شود.
کشتي فضايي خصوصي
فضاپيماي پلانتري‌سوسايتي که Light Sail 1 نام دارد، پنج سال بعد از فضاپيماي بادباني خورشيدي کاسموس1 پرتاب مي‌شود، کاسموس1 که با استفاده از يک راکت ولناي روسي از يک زيردريايي پرتاب شده بود، نتوانست به مدار برسد.
فضاپيمايي که در سال 2005 / 1384 نتوانست با موفقيت به مدار خود برسد، توسط پيمانکاران روسي ساخته شده بود؛ ولي لايت‌سيل1 بر مبناي يک زيرساخت CubeSat ساخته مي‌شود که توسط دانشگاه ايالتي پلي‌تکنيک کاليفرنيا در سنت‌لوئيس اوبيسپو در کاليفرنيا ارائه شده است.
پلانتري‌سوسايتي نگفته که پروژه جديد چقدر براي آنها هزينه در بر خواهد داشت، ولي يک عضو اين گروه مبلغ يک ميليون دلار براي صرف در اين ماموريت اهدا کرده و تا همين لحظه نيز سه‌چهارم حمايت‌هاي مالي مورد نياز تامين شده است. انجمن به دنبال کمک‌هاي مالي بيشتر براي پوشش دادن بقيه هزينه‌ها است.
فريدمن در بيانيه روز دوشنبه خود گفت: «فضاپيمايي که انرژي مورد نياز آن فقط توسط نور خورشيد تامين شود، نمي‌تواند به ستارگان برسد. چنين سفري نياز به ليزرهاي خورشيدي بلندي دارد که پرتوهاي متمرکز نور را در فضاهاي ميان‌ستاره‌اي بتابانند. ولي سفرهاي بادباني خورشيدي (حرکت با نور خورشيد) ما را قادر مي‌سازد تا بدون مصرف سوخت، بين سيارات منظومه شمسي حرکت کنيم و در نقاط مهمي در فضا بي‌حرکت بمانيم و بر نيروي جاذبه خورشيد فائق شويم».
برنامه لايت‌سيل شامل 3 ماموريت است: لايت‌سيل1 و دو فضاپيماي جاه‌طلبانه‌تر و پيشرفته‌تر براي نمايش بيشتر مفهوم و کاربردهاي اين موضوع، که شامل يک حالت اخطار زودرس در اعماق فضا براي حس کردن طوفان‌هاي خورشيدي در حال نزديک شدن به زمين نيز مي‌شود.
ولي لايت‌سيل1 ابتدا بايد باز شدن بادبان‌هاي بلند خورشيدي را آزمايش کند و توانايي خود را براي استفاده از نيروي نور به عنوان يک ابزار پيشرانه نشان دهد.
فريدمن نوشت: «اين فضاپيما‌هاي فوق‌سبک راه آينده را به ما نشان مي‌دهند. فضاپيمايي که براي ماموريت‌هاي بين ستاره‌اي طراحي شده بايد همين ابعاد را داشته باشد، ولي وزن آن بايد فقط در حد چند گرم محدود بماند. در حال حاضر، ما نياز به اين داريم که به سوي کم کردن وزن بادبان‌ها برويم و در حالي که دورتر و بلندتر مي‌رويم، وزن را با فاکتور 25 کاهش دهيم».
مقامات مسئول اميدوارند که لايت‌سيل1 براي پرتاب به عنوان يک بار اضافه تا پايان سال 2010 / 1389در يک پرتاب ديگر به فضا پرتاب شود. پلانتري‌سوسايتي مي‌تواند از بين موشک‌هاي اطلس5، مينوتائور، کاسموس3.ام و سايوز، يکي را به عنوان وسيله پرتاب خود انتخاب کند.
اين ماموريت از يک فضاپيماي مکعبي سه قسمتي استفاده خواهد کرد. بخش اول لوازم الکترونيک را در خود خواهد داشت، در حالي که دو قسمت ديگر حاوي اجزاي تشکيل دهنده بادبان خورشيدي خواهند بود.
بادبان آلومينيومي مايلار در چهار قسمت مثلثي شکل باز خواهد شد تا در مجموع، سطحي معادل 32 متر مربع را در بر بگيرد و نيروي پيشرانه‌اي معادل 6.5 برابر نيروي گرانش در سطح زمين را تامين کند. به گفته پلانتري‌سوسايتي، هر طرف اين ساختار فوق باريک، تقريبا 6 متر طول خواهد داشت.
شتاب‌سنج‌هاي قرار گرفته روي لايت‌سيل1، هنگامي که اين فضاپيما در مداري در ارتفاع 800 کيلومتري از سطح زمين حرکت مي‌کند، تغييرات جزئي در سرعت فضاپيماي بادباني خورشيدي را حس خواهند کرد تا ثابت کنند اين مفهوم قابل اجرا است.
* ارسال مقاله توسط عضو محترم سايت با نام کاربري : sm1372