بادبان خورشیدی نوین ناسا: گسترش رونق و حرکت به سوی افق‌های جدید

بادبان های خورشیدی یک راه هیجان انگیز برای سفر در منظومه شمسی هستند زیرا نیروی محرکه خود را از خورشید می گیرند. ناسا چندین بادبان خورشیدی توسعه داده است و جدیدترین آنها، سیستم بادبان خورشیدی مرکب پیشرفته (یا ACS3) است که چند ماه پیش به مدار پایین زمین پرتاب شد. پس از آزمایش، ناسا امروز گزارش داد که رونق‌ها را گسترش داده و بادبان خورشیدی ۸۰ متر مربعی (۸۶۰ فوت مربع) خود را مستقر کرده است. آنها اکنون از بادبان برای بالا و پایین بردن مدار فضاپیما استفاده خواهند کرد و در مورد قایقرانی خورشیدی بیشتر یاد خواهند گرفت.

خورشید میلیاردها سال به سوختن ادامه خواهد داد، بنابراین ما یک منبع نیروی محرکه نامحدود داریم. به جای پرتاب مخازن سوخت عظیم برای ماموریت‌های آینده، می‌توانیم بادبان‌های بزرگ‌تری را پرتاب کنیم که از «سوخت» موجود در حال حاضر استفاده می‌کنند. ما سیستمی را نشان خواهیم داد که از این منبع فراوان برای برداشتن گام‌های بزرگ بعدی در اکتشاف و علم استفاده می‌کند.

ACS3 بخشی از برنامه فناوری فضاپیمای کوچک ناسا است که هدف آن استقرار مأموریت های کوچکی است که قابلیت های منحصر به فرد را به سرعت نشان می دهند. ACS3 در آوریل ۲۰۲۴ با موشک Electron آزمایشگاه Rocket از نیوزیلند پرتاب شد. این فضاپیما یک CubeSat دوازده واحدی (12U) است که توسط NanoAvionics ساخته شده است که به اندازه یک اجاق مایکروویو است. بزرگ‌ترین چالش طراحی و ایجاد بوم‌های سبک وزن است که می‌توانند به اندازه کافی کوچک باشند تا در داخل فضاپیما قرار گیرند، در حالی که می‌توانند تا حدود ۹ متر (۳۰ فوت) در هر طرف گسترش یابند و به اندازه کافی قوی باشند تا بادبان خورشیدی را پشتیبانی کنند. سیستم بوم فیبر کربن کامپوزیت سبک وزن اما قوی از فضاپیما باز شد و لوله های سفت و سختی را تشکیل داد که از بادبان پلیمری بسیار نازک و بازتابنده پشتیبانی می کنند.

بادبان هنگامی که به طور کامل مستقر می شود، مربعی را تشکیل می دهد که تقریباً نصف اندازه یک زمین تنیس است. برای تغییر جهت، فضاپیما بادبان های خود را زاویه می دهد. اکنون با استقرار بوم، تیم ACS3 مانورهایی را با فضاپیما انجام می دهد، بادبان ها را زاویه می دهد و مدار فضاپیما را تغییر می دهد.

هدف اولیه این ماموریت نشان دادن استقرار بوم بود. با موفقیت در حال حاضر، تیم ACS3 همچنین امیدوار است که این ماموریت ثابت کند که فضاپیمای بادبان خورشیدی آنها واقعاً می تواند برای ماموریت های علمی و اکتشافی مجهز به بادبان خورشیدی در آینده کار کند.

از آنجایی که ACS3 یک ماموریت نمایشی است، هدف ساخت بادبان‌های بزرگ‌تر است که بتواند نیروی رانش بیشتری ایجاد کند. سیستم ACS3 با این بوم های فیبر کربن کامپوزیت منحصر به فرد، این پتانسیل را دارد که بادبان هایی به وسعت ۲۰۰۰ متر مربع یا حدود ۲۱۵۰۰ فوت مربع یا حدود نیمی از مساحت یک زمین فوتبال را پشتیبانی کند.

رودز گفت: «امید این است که فناوری‌های جدید تأیید شده در این فضاپیما الهام بخش دیگران باشد تا از آنها به روش‌هایی استفاده کنند که ما حتی فکرش را هم نکرده‌ایم».

و در هفته آینده به دنبال عکس‌هایی از بادبان ACS3 باشید که به طور کامل مستقر شده است. این فضاپیما دارای چهار دوربین است که نمایی پانوراما از بادبان بازتابنده و بوم های کامپوزیت پشتیبانی می کند. ناسا گفت که تصاویر با وضوح بالا از این دوربین ها در روز چهارشنبه ۴ سپتامبر در دسترس خواهد بود.

ناسا در صفحه وبلاگ ماموریت های ماهواره ای کوچک خود به روز رسانی های این ماموریت را ارائه می کند.