استقرار یک بادبان خورشیدی را در نزدیکی یک سیارک

ناسا قرار است در ماموریت آرتمیس ۱ یک بادبان خورشیدی را در نزدیکی یک سیارک مستقر کند.

به گزارش ایسنا به نقل از آی ای، مأموریت آرتمیس ۱ ناسا امکان دارد در تاریخ ۲۹ اوت راهی ماه شود. آرتمیس ۱، یک پرواز آزمایشی بدون خدمه به دور ماه خواهد داشت که بعنوان یک عامل مهم در آزمایش مأموریت های انسانی آینده عمل می کند. همانطور که از نام این ماموریت پیداست، آرتمیس ۱، اولین ماموریت برنامه آرتمیس ناسا محسوب می شود که هدف از آن، ایجاد حضور پایدار انسان در ماه و اطراف آن تا پایان دهه ۲۰۲۰ است. اگر همه چیز در ماموریت آرتمیس ۱ خوب پیش برود، ماموریت آرتمیس ۲ در سال ۲۰۲۴، یک کپسول اوریون سرنشین دار را به مدار ماه (Moon) خواهد فرستاد و مأموریت آرتمیس ۳ حدود ۲ سال بعد، فضانوردان را در نزدیکی قطب جنوب ماه پیاده خواهد کرد.

سیستم پرتاب فضایی (SLS) این آژانس فضایی کپسول اوریون را فراتر از ماه خواهد برد و برمی گرداند، ولی این همه ماجرا نیست. سازمان ناسا همچنین در این مأموریت ۱۰ تاسواره کوچک را نیز به فضا خواهد فرستاد تا آن ها برخی از آزمایشات علمی را انجام دهند.

یکی از اینها، ماموریت دیده بانی "سیارک نزدیک زمین" (NEA) است که طی آن این مأموریت یک بادبان خورشیدی را به محض رسیدن به فضا در آن جا مستقر می کند و به آن اجازه می دهد تا با استفاده از فوتون های حاصل از خورشید، خود را به سمت یک سیارک‌ (Asteroid) نزدیک به حرکت درآورد. ناسا گفت که این بادبان خورشیدی به محض رسیدن به آن جا از سیارک با جزئیات بالا تصویربرداری می کند و داده ها را به زمین ارسال می کند.

ماموریت سیارک نزدیک زمین یک پروژه مشترک بین مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا (MSFC) در هانتسویل، آلاباما و آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) در پاسادنا، کالیفرنیا است. این یکی از چندین ماموریتی است که از فناوری بادبانی خورشیدی پس از اینکه انجمن سیاره ای ثابت کرد این فناوری با ماموریت "لایت سیل ۲" (LightSail ۲) در سال ۲۰۱۹ قابل اجرا بوده است، استفاده می کند.

"بیل نای" (Bill Nye) مدیر عامل انجمن سیاره ای گفت: مأموریت"لایت سیل ۲" کاملا فراتر از انتظارات او بوده و او از دیدن آنچه ناسا و دیگران با این فناوری انجام خواهند داد هیجان زده است.

در بیانیه اخیر ناسا "لس جانسون" (Les Johnson)، محقق اصلی این فناوری در مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا گفت که استفاده از فناوری بادبان خورشیدی برای پائین نگه داشتن هزینه های این ماموریت بسیار مهم خواهد بود.

بررسی سیارک ۲۰۲۰ GE

ماموریت سیارک نزدیک زمین به سمت سیارک "GE ۲۰۲۰" سفر خواهد کرد. این سیارک یک صخره فضایی کوچک با عرض تقریبا ۶۰ فوت (۱۸ متر) است که هر ۳۶۸ روز یک بار به دور خورشید می چرخد. برای رسیدن به آنجا، این تاسواره برای افزایش گرانش از کنار ماه عبور خواهد کرد. جدا از این کمک گرانشی، این تاسواره از بادبان خورشیدی خود که ۹۲۵ فوت مربع (۸۶ متر مربع) است نیز استفاده خواهد کرد.

این کاوشگر مأموریت سیارک نزدیک زمین همچنین دارای رانشگرهای کوچکی است که از آن ها فقط برای نیرو دادن به تعداد کمی از مانورهای خاص استفاده می شود. در غیر اینصورت، بادبان خورشیدی این تاسواره با استفاده از ذرات خورشیدی به نام "فوتون" این مأموریت را به سمت ۲۰۲۰ GE پیش خواهد برد. این بدان معناست که این ماموریت حداقل مقدار سوخت مایع یا جامد را حمل خواهد کرد تا هزینه ماموریت را کاهش دهد.

"جولی کاستیلو روگز" (Julie Castillo- Rogez) محقق اصلی این ماموریت در آزمایشگاه پیش رانش جت ناسا گفت: مأموریت سیارک نزدیک زمین احتمالا با سرعت نسبی کمتر از ۱۰۰ فوت (۳۰ متر) در ثانیه حرکت خواهد کرد که این موضوع آنرا به ماموریتی با کندترین سرعت که در اطراف یک سیارک انجام شده، تبدیل خواهد کرد. این چند ساعت به ما فرصت خواهد داد تا اطلاعات ارزشمندی را جمع آوری کنیم و به ما امکان می دهد تا ببینیم سیارک های از این دست از نزدیک چه شکلی هستند.

انتظار میرود ماموریت سیارک نزدیک زمین در سال ۲۰۲۳ به این سیارک برسد و در این مرحله از دوربین های خود برای گرفتن تصاویری از سنگ فضایی مذکور استفاده خواهد کرد. سپس دانشمندانی که روی زمین مشغول کار هستند، چرخش، شکل، میدان زباله (debris field) و سایر ویژگی های آن را مطالعه خواهند کرد. ۲۰۲۰ GE بخشی از کوچکترین طبقه سیارک ها است که قطر آنها ۳۳۰ فوت (۱۰۰ متر) یا کمتر است. این نخستین باری است که دانشمندان چنین سیارک کوچکی را با جزئیات مطالعه می کند. به گفته سازمان ناسا این مأموریت به ارتقاء دانش آن ها در مورد سیارک های نزدیک به زمین کمک خواهد کرد.

ماموریت آرتمیس ۱ ناسا، از طریق ماموریت سیارک نزدیک زمین، اطلاعات بیشتری در مورد سنگ های فضایی بالقوه خطرناک ارائه خواهد کرد. یکی دیگر از ماموریت های بادبان خورشیدی، توسط شرکت فضایی خصوصی "Breakthrough Initiatives" انجام خواهد شد. این شرکت قصد دارد یک کاوشگر بادبان سبک (light sail) را با نیروی حاصل از میلیون ها لیزر، به نزدیک ترین منظومه ستاره ای ما به نام آلفا قنطورس برساند.

نکاتی درباره فناوری بادبان های خورشیدی

فناوری بادبان خورشیدی میتواند به فضاپیماها امکان دهد تا خورشید را با دقت بیشتری مورد بررسی قرار دهند. برای عبور کردن یک فضا پیما (Spacecraft) از جو زمین و خارج شدن از گرانش آن، نیروی زیادی لازم است ولی 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 می کند. فوتون های کوچک نور خورشید از این ماده منعکس می شوند و فشار کوچکی را به فضاپیما وارد می کنند تا به آن امکان دهند که در فضا حرکت کند.

پروژه های مربوط به بادبان خورشیدی مانند پروژه "لایت سیل ۲" (LightSail ۲) ثابت کرده اند که این فناوری کاربرد دارد. با وجود این، محدودیت هایی نیز وجود دارد. اول اینکه فضاپیماهای دارای بادبان های خورشیدی، بسیار آهسته تر از همتایان خود هستند که با رانشگرها کار می کنند ولی مشکل بزرگتر، مربوط به مسیریابی است. بادبان های خورشیدی باید با جهت نور خورشید در دسترس کار کنند و حرکت دادن آنها دشوار است. ناسا اکنون به دنبال طرح های جدیدی برای بادبان های خورشیدی است که بتوانند قابلیت های مسیریابی آن ها را بهبود ببخشند.

ناسا اخیرا به یک گروه پژوهشی که راهی برای حل این مشکل ارائه کرده اند، یک کمک مالی دو میلیون دلاری اعطا کرده است تا به توسعه این فناوری تحت برنامه "مفاهیم پیشرفته نوین" (NIAC) بپردازند.