Nowości  Kosmonautyka    
 


Kosmonautyka.pl > Żagiel słoneczny

Żagiel słoneczny

Żagiel słoneczny to rodzaj napędu obiektów kosmicznych jak sondy kosmiczne i sztuczne satelity.


Wizualizacja koncepcji żagla słonecznego (grafika: NASA)

Podobnie jak wiatr popycha jacht z żaglem tak samo światło słoneczne (fotony) wywiera na obiekt kosmiczny tzw. ciśnienie światła słonecznego. Można je wykorzystać do napędu wyposażając obiekt kosmiczny w płaską, cienką powierzchnię o dużej powierzchni - tzw. żagiel słoneczny. Uzyskiwane siły i przyśpieszenia są wprawdzie bardzo małe (rzędu ułamków miligrama), ale w długim czasie pozwolić mogą na uzyskanie bardzo dużych prędkości.

Już Johannes Kepler zauważył, że ogony komet odchylane są od Słońca. W liście do Galileusza w 1610 roku pisał o statkach, które korzystać by mogły z "niebieńskich bryz". Teoretyczne podstawy stworzył napędu żaglem słonecznym stworzył James Maxwell opracowujać równania Maxwella. Zgodnie z przewidywaniami Maxwella, po raz pierwszy działanie ciśnienia wywieranego przez fale świetlne na ciała stałe zademonstrował w roku 1900 roku Piotr Lebiediew. Wśród pierwszych pionierów kosmonautyki, którzy proponowali użycie światła słonecznego do napędu statków kosmicznych byli m.in. Konstantin Ciołkowski, Fridrich Cander czy Hermann Oberth. Termin żeglugi kosmicznej wprowadził w 1958 roku Richard Garwin.

Żagiel słoneczny umożliwia lot aktywny w kierunku od źródła promieniowania (światła Słońca) jak i do niego. I ile ruch od Słońca jest łatwy do zrozumienia to ruch do słońca możliwy jest poprzez zmniejszanie promienia orbity przez hamowanie obiektu kosmicznego siłą ciśnienia promieniowania świetlnego.

Żagiel słoneczny to kosmiczny napęd o nieskończenie wielkim impulsie właściwym. Działa bez pokładowych źródeł energii jak i zapasów czynnika roboczego.

Mimo, że koncepcja żagla słonecznego jest stara to praktycznego jego zastosowanie jest w fazie początkowej. Prace nad pierwszym projektem żagla słonecznego dla statków kosmicznych rozpoczęły się w 1976 w Jet Propulsion Laboratory (labolatorium NASA) dla sondy kosmicznej mającej spotkac się z kometa Halleya. Do tej pory odbyło się zaledwie kilka prób jego wykorzystania, napędzana nim jest tylko jedna sonda kosmiczna (IKAROS).

Projekt Rok Rozmiar Opis
Solar Sail 1976 Niezrealizowany projekt NASA sonda z gigantycznym żaglem słonecznym do komety Halleya.
Cosmos 1 2005 600 m2 Misja Planetary Society.
IKAROS 2010 14x14 m, 196 m2 Japońska sonda kosmiczna.
LightSail 1 2015 32 m2 Misja Planetary Society.
NanoSail-D2 2011 10 m2 Sztuczny satelita NASA z rozkładanym żaglem słonecznym służącym do szybszej deorbitacji.
Sunjammer 2014 Odwołana misja NASA.
PW-Sat2 2018 Polski sztuczny satelita z rozkładanym żaglem słonecznym służącym do szybszej deorbitacji.
LightSail 2 2019 Planowana misja Planetary Society.
NEA Scout 2020 Planowana misja NASA do planetoidy.
CubeSail ? Planowana misja brytyjskiej firmy Surrey Space Centre (SSC).
Breakthrough Starshot ? Planowana misja międzygwiezdna do Alpha Centauri. Żagiel napędzany ma być promieniem lasera z Ziemi. Podróż trwać ma 20 lat.

Wsparcie

 

Na bieżąco. Za darmo. Codzienne.
Wesprzyj rozwój portalu Kosmonautyka.pl!

Kosmonautyka.pl na serwisach społecznościowych: