یکی از جاهطلبانهترین طرحهای در حال توسعه، «سامانه سایهبان خورشیدی سیارهای» (PSS) است؛ در واقع، یک چتر عظیم فضایی که قرار است با کاهش مقدار نور خورشید رسیده به زمین، به تثبیت دمای جهانی کمک کند.
این سایهبان پیشنهادی بخشی از پروژه تحقیقاتی است که توسط مارینا کوکو از دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه پلیتکنیک تورین رهبری میشود. تیم تحقیقاتی پیشنهاد دادهاند که این سایهبان مانند یک ماهواره معمولی به دور زمین نمیچرخد؛ بلکه در نقطهای ویژه به نام «نقطه تعادل فوتو-گرانشی» قرار میگیرد که تقریباً ۲.۳۶ میلیون کیلومتر از زمین فاصله دارد، یعنی همان نقطه لاگرانژ L1.
در این نقطه، فشار ملایم اما مداوم نور خورشید باعث میشود سایهبان در جای خود باقی بماند و سایهای ثابت روی زمین بیندازد. این استفاده هوشمندانه از قوانین فیزیک باعث میشود که سامانه بتواند برای مدت طولانی بدون نیاز به مصرف زیاد سوخت کار کند.
قبل از راهاندازی یک سامانه کامل، محققان مأموریتی مقدماتی طراحی کردهاند تا فناوریهای کلیدی مورد نیاز را آزمایش کنند. طرح آنها شامل یک ماهواره کوچک 12U CubeSat است — تقریباً به اندازه یک کیف بزرگ دستی و مجهز به یک بادبان خورشیدی به طول ۱۴۴ متر. با وجود وزن کم ۱۵ تا ۲۰ کیلوگرم، این فضاپیما میتواند تمام فناوریهای کلیدی لازم برای سیستم بزرگتر را نشان دهد.
این مأموریت اهداف مهمی دارد. اول اینکه میخواهد بررسی کند آیا مواد خاص محافظ نوری میتوانند در محیط سخت فضا برای مدت طولانی دوام بیاورند یا نه. فضا شرایط سختی مانند تابش شدید، نوسانات دمایی شدید و برخورد ذرات ریز دارد.
دوم، مأموریت قصد دارد فنآوری بادبان خورشیدی را به عنوان روشی قابل اعتماد برای حرکت فضاپیماها به نمایش بگذارد. درست مثل اینکه باد کشتیها را در اقیانوس حرکت میدهد، فوتونهای خورشید میتوانند نیروی پیشران برای فضاپیما فراهم کنند. این روش پایدار حرکت برای حفظ موقعیت و جهتگیری سایهبان کامل بسیار ضروری خواهد بود بدون اینکه سوخت زیادی مصرف شود.
با این حال یکی از پیچیدهترین بخشهای مأموریت، آزمایش سیستمهای کنترل خودکار است. با توجه به فاصله میلیونها کیلومتری از زمین، فضاپیما باید بتواند به طور خودکار و در زمان واقعی موقعیت و جهت خود را تنظیم کند، بدون اینکه منتظر دستورات زمینی بماند که ارسال آنها ممکن است بیش از ۱۰ ثانیه طول بکشد. شاید مهمتر از همه، این مأموریت دادههایی درباره توانایی فضاپیماها در پرواز گروهی فراهم میکند که برای هماهنگی هزاران قطعه سیستم سایهبان سیارهای ضروری است.
با هزینه تقریبی ۱۰ میلیون دلار، این مأموریت آزمایشی سرمایهگذاری نسبتاً کمی در فناوریای است که میتواند دنیای ما را متحول کند. پژوهشگران قصد دارند از پرتابهای مشترک استفاده کنند؛ به این معنی که CubeSat آنها همراه با دیگر محمولهها به فضا فرستاده میشود تا هزینهها کاهش یابد و مأموریت اقتصادیتر شود.
اگرچه اجرای کامل سایهبان سیارهای سالها یا دههها زمان میبرد، این آزمایش گامی مهم در توسعه تواناییهای فضایی برای مقابله با تغییرات اقلیمی محسوب میشود. دادههای بهدستآمده به بهبود طراحیها، تأیید فناوریها و ارزیابی کلی امکانپذیری استفاده از سیستمهای فضایی برای کمک به کنترل تغییرات اقلیمی کمک خواهد کرد.
موفقیت این پروژه میتواند راه را برای مأموریتهای نمایشی بزرگتر و در نهایت سامانههای عملیاتی باز کند که بتوانند به شکل قابل اندازهگیری، به بهبود شرایط اقلیمی زمین کمک کنند. وقتی روشهای سنتی برای مقابله با تغییرات اقلیمی نمیتوانند با سرعت افزایش دماهای جهانی همراه شوند، راهکارهای نوآورانهای مانند سایهبانهای خورشیدی سیارهای ممکن است به ابزارهای حیاتی برای حفظ سکونتپذیری سیاره ما تبدیل شوند.
