سفر به قطب‌ های خورشید امکان پذیر می شود

برای عبور یک فضاپیما از جو زمین و خارج شدن از گرانش آن، نیروی زیادی لازم است اما هنگامی که یک سفینه به مدار می‌رسد به نیروی نسبتاً کمی برای حرکت در فضا نیاز دارد. در واقع حتی مقادیر ناچیزی نیروی ثابت می‌تواند به یک سفینه فضایی اجازه دهد تا به دورترین اعماق منظومه شمسی سفر کند که این محرک اصلی، ابزاری موسوم به بادبان‌های خورشیدی است.

روش پیشنهادی برای پیشرانش فضاپیما استفاده از فشار تابش اعمال شده بر روی آینه‌هایی عظیم است. یک مثال کاربردی بادبان کشتی است؛ نیروی اعمال شده توسط نور بر روی آینه‌ها، مشابه بادبانی است که بوسیلهٔ باد به وزش درآمده باشد. از پرتوهای لیزر پرانرژی می‌شود به عنوان منبعی جایگزین برای اعمال نیرویی بیشتر از آنچه که نور خورشید می‌تواند فراهم کند، استفاده کرد.

با استفاده از این فناوری صفحات نازک و عظیمی از مواد بازتابنده به فضاپیما متصل می‌شوند. فوتون‌های کوچک نور خورشید از این ماده منعکس می‌شوند و فشار اندکی به بادبان وارد کرده و به آن اجازه می‌دهند در فضا حرکت کند.

پیش از این از فناوری مذکور برای تولید بادبان خورشیدی به نام لایت سیل ۲ استفاده شده بود. با این حال، محدودیت‌هایی در این فناوری وجود دارد. سفینه‌های فضایی مبتنی بر بادبان خورشیدی بسیار آهسته‌تر از آنهایی که توسط رانشگرها کار می‌کنند، حرکت می‌کنند. اما مشکل بزرگ‌تر ناوبری است. بادبان‌های خورشیدی باید در جهت نور خورشید حرکت و کار کنند و مانور آنها دشوار است. اکنون، ناسا به دنبال طرح‌های جدیدی برای ساخت بادبان‌های خورشیدی است که قابلیت‌های ناوبری آن‌ها را بهبود می‌بخشد.

ایده تازه این است که از فناوری موسوم به بادبان‌های خورشیدی پراش استفاده شود که دارای توری‌های کوچکی در بادبان‌های خود هستند که نور را از درونشان عبور می‌دهند. همانطور که نور از یک دهانه کوچک عبور می‌کند، در فرآیندی به نام پراش، گسترش می‌یابد و همچنان به بادبان فشار می‌دهد. اما به دلیل وجود توری‌ها، نور ورودی را می‌توان با دقت بیشتری کنترل کرد، بنابراین قدرت مانور بادبان خورشیدی افزایش می‌یابد.

محققان آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز معتقدند پراش به شما امکان می‌دهد زاویه هدایت نور ورودی را تنظیم کنید. همچنین اجازه می‌دهد بادبان‌های خورشیدی کوچک‌تر از بادبان‌های بزرگ فعلی باشد.

این تیم در حال توسعه این فناوری با هدف انجام یک مأموریت آزمایشی برای سفر به قطب‌های خورشید است. دسترسی به این قطب‌ها با استفاده از سیستم‌های پیشران فضاپیماهای سنتی دشوار است، اما می‌توان از بادبان‌های خورشیدی برای قرار دادن یک سفینه در مدار اطراف قطب‌های خورشید استفاده کرد. ناسا برای تکمیل این طرح ۲ میلیون دلار اختصاص داده است.