Pokročilá mise solární plachty se připravuje na zachycení větru při orbitálních manévrech

NASA se připravuje na vypuštění pokročilé kosmické lodi se solárními plachtami koncem tohoto měsíce. S využitím nového výložníku vyrobeného z lehkých polymerních kompozitů má Advanced Composite Solar Sail System odstartovat 24. dubna.

Solární plachty jsou jednou z těch technologií, které jsou na základě svého základního principu téměř okouzlující. Často mluvíme o tom či onom konceptu ve smyslu metafor nebo analogií, ale solární plachty to nepotřebují. To proto, že nejsou podobné pozemským plachetnicím. Fungují na úplně stejném principu.

Rozdíly jsou zřejmé. Plachetnice jezdí po vodě a jsou tlačeny větrem. Sluneční plachty se pohybují ve vakuu tlačeném slunečními větry ze Slunce. Kromě toho jsou si nápadně podobné. Stejně jako plachetnice může solární plachta běžet před slunečním větrem, naklonit se, naklonit se a provést téměř jakýkoli jiný manévr.

Jeden velký rozdíl je v tom, že solární plachty nemají moc co do zrychlení, protože tlak slunečního větru na malé ploše je přibližně ekvivalentní hmotnosti listu papíru. Solární plachta však nepotřebuje žádné palivo a může zrychlovat donekonečna. Záludný kousek je vyrobit dostatečně lehkou kosmickou loď s dostatečně velkou plachtou, aby byla praktická.

Plachta sama o sobě není taková výzva. Od 60. let 20. století se mylarové plastové fólie ukázaly jako vhodné. Skutečným problémem jsou ráhna používaná k udržení plachet na místě.

„Ráma bývala buď těžká a kovová, nebo byla vyrobena z lehkého kompozitu s objemným designem – ani jeden z nich nefunguje dobře pro dnešní malé kosmické lodě. Solární plachty potřebují velmi velká, stabilní a lehká ráhna, která lze kompaktně složit,“ řekl Keats. Wilkie, hlavní vyšetřovatel mise Advanced Composite Solar Sail System ve výzkumném středisku Langley. „Raha této plachty mají tvar trubky a lze je zmáčknout naplocho a srolovat jako metr do malého balíku, přičemž nabízí všechny výhody kompozitních materiálů, jako je menší ohýbání a ohýbání při změnách teploty.“

NASA

Nové flexibilní rameno z polymeru a uhlíkového kompozitu je spojeno s dvanáctijednotkovým (12U) CubeSat vyrobeným společností NanoAvionics. Po startu mise na vrcholu rakety Rocket Lab Electron ze startovacího komplexu 1 společnosti v Māhia na Novém Zélandu se kosmická loď dostane na orbitu synchronní se Sluncem ve výšce asi 600 mil (~1 000 km) a plachta se rozvine v asi 25 minut k pokrytí oblasti 860 ft² (80 m²) s rozevřením výložníku z velikosti ruky na délku 23 stop (7 m). Po nasazení plachta upraví oběžnou dráhu vozidla tím, že se nakloní vůči slunečnímu větru.

Pokud se demonstrační mise prosadí, mohla by vést k ambicióznějším návrhům, včetně plachet o ploše až 21 500 ft² (2 000 m²) nebo poloviční velikosti fotbalového hřiště.

„Tato technologie podněcuje představivost, přetváří celou myšlenku plachtění a aplikuje ji na cestování vesmírem,“ řekl Rudy Aquilina, projektový manažer mise solární plachty v NASA Ames. „Demonstrace schopností solárních plachet a lehkých kompozitních výložníků je dalším krokem k využití této technologie k inspiraci budoucích misí.“

Zdroj: NASA