Tesztelünk egy 20 méteres napelemes vitorlát. Kép jóváírása: NASA. Kattints a kinagyításhoz.
Hallgassa meg az interjút: A NASA tesztel egy napelemes vitorlát (3,7 mb)
Vagy iratkozz fel a Podcastra: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain - Tudna-e adni nekem néhány hátteret a napelemes vitorlákról?
Edward Montgomery? Ez egy olyan technológia, amely irodánk egy ideje érdekelt, de a történelem több száz évre nyúlik vissza Fredrick Sander számára a századfordulón (19. század). A legutóbbi időkben azt tapasztaltuk, hogy néhány különleges területen elért előrelépések olyan tényezővé tették, amelyet valójában meg kell vizsgálnunk. Az összetett anyagok, amelyek az elmúlt néhány évben megjelentek, például az ultra könnyű rudakból készült sportfelszerelésekben és a filmtechnikában, amely bizonyos szempontból kapcsolódik például az anyagiparhoz és az integrált áramkörök területéhez, és festék adalékanyagok. Ezek a mezők lehetővé tették, hogy űrben olyan struktúrákat építsenek, amelyek gossamer-szerűek, és ezt soha nem tudtuk megtenni néhány évtizeddel korábban (most), és ha egyszer meg lehet engedni, hogy az a fajta tömeg nagyon alacsony legyen, akkor az nem kell sok erőt igényelnie ahhoz, hogy gyorsulást és jó hajtást kapjon belőle.
Hogyan biztosíthatja a fény az alumíniumfólia meghajtását az űrben?
Ez egy nagyon izgalmas tulajdonság, amely a fénynek van; valójában nincs tömege, így nem tud lepattanni valamiről, de valójában akadályokkal kölcsönhatásba lép; lendületet ad neki, ezt Einstein elmélete tette és számos laboratóriumi kísérletben bebizonyították.
Mi a technológia, amelyet jelenleg tesztelsz a NASA-nál?
Egy konkrét napelemes vitorlás koncepciót veszünk figyelembe, amely egy négyszögletes vitorla; 4 gémmel rendelkezik, amelyek kijönnek, és a gémek között háromszög vitorlák vannak, és ezt a rendszert úgy tervezték, hogy viszonylag szerény méretű hasznos teherhordozókat szállítson: a Robotikum tudományos hasznos teher. Számos küldetést vizsgálunk a belső Naprendszerben, hogy megvizsgáljuk a Nap fizikáját és annak kölcsönhatásait a Földdel.
Szóval a pozíciónkból küldné be napelemes vitorláját; a Föld pályája, közelebb a Napba? Úgy hangzik, mint hátra.
Nos, a vitorla által kifejtett tolóerő arányos a napfény erősségével, és ahogy közelebb kerülsz a Naphoz, a meghajtás erőssége növekszik a távolság négyzetében, ahogyan közeledik, tehát valójában sokkal jobban működik hatékonyan közel a Naphoz. Azok a küldetések, amelyeket a külső Naprendszer megtekintésére terveztek; szinte mindegyikük először a belső Naprendszerhez ment, közel a Nap felé repült, jó lendületet kapott, majd kiment. De a rövid távú küldetések, amelyekre nézünk, olyan küldetések, amelyek lebegnek; nem megy igazán gyorsan. Van egyensúlyi pont a Föld gravitációs vonzása és a Nap gravitációs vonzása között, amelyet Lagrange-pontnak nevezünk, és most vannak műholdak, amelyek ott helyezkednek el. Ehhez nincs szükség külön meghajtásra, de ha azt szeretné, hogy üljön és lebegjen valamivel közelebb a Naphoz (hogy elérje) az adott pontot az űrben, akkor rendelkeznie kell bizonyos meghajtó képességekkel és tudósaink intenzív érdeklődéssel bírnak. amikor akarok lenni ezen a ponton. El tudod képzelni, hogy ez milyen előnyös hely lehet bizonyos eszközök behelyezésére a Föld és a Nap közé, hogy megértsék, mi ez a fizikai tulajdonság.
Oké, úgy értem; Olyan lenne, mintha a Nap rajongó lenne, és megvan a vitorla, és hagyod, hogy leereszkedjen a Nap felé, arra a pontra, hogy a belőle kilépő Nap energiája tökéletesen kiegyensúlyozott legyen ahhoz, hogy a Nap Vitorla a ponton maradjon. Nem megy tovább, vagy nem közelebb.
Jobb. Az igaz.
Milyen kísérleteket szeretne elvégezni, ha eljuthat ilyen közel és képes lesz megtartani az állomást?
Meghajtómérnök vagyok, nem kutató; sokkal jobb munkát tudnak elvégezni azzal, hogy elmagyarázzák, mit pontosan tanulnak, de néhány olyan eszköz, amelyet fel akarnak venni, a magnetoszférát mérik, nagy energiájú részecskéket mérnek, amikor elmennek. Különösen érdekes a koronális tömeges kilökések érzékelése; ezek a nagy fényjelzések fordulnak elő a Napon, amelyek a Föld elérésekor valóban megszakíthatják a kommunikációnkat, és valójában árthatnak és megsemmisíthetik az érzékeny elektronikus berendezéseket. Egy ilyen 1986-os fellobbanás több millió dolláros károkat okozott csak Észak-Amerikában, így azt akarjuk, hogy megjósoljuk ezeket az eseményeket, amikor azok történnek, és ha van elég figyelmeztetési idő, akkor kikapcsolhatjuk berendezéseinket vagy bizonyos körülmények között, megtarthatjuk őket. ezért nem szabad megsérülni, ezért fontos tudni, hogy mikor érkezik koronális tömeg.
Mit tarthat a jövő ennek a technológiának az a képessége, hogy felfedezheti a külső Naprendszert?
Nos, ez jó pont. Mint már említettem, ezek a koronális tömeges kilökések is ártalmasak lehetnek űrhajósainkra, így a NASA a közeljövőben arra törekszik, hogy visszatérjen a Holdra és a Marsra, amelyről sok vita folyt. Meg kell tudnunk mondani, hogy mikor történnek ezek az események (koronális tömeges kilökések), hogy űrhajósaink biztonságos menedékhelyekbe kerülhessenek az eseményektől, így valószínűleg szükségünk lesz ezekre a figyelmeztető műholdakra a hold és a mars közelében, esetleg körül a Naprendszer figyelmeztetést erre. (Ezt követően) a jövőben erősen érdekli az a szándék, hogy megértsük a naprendszerünk felépítését a Plútó pályáján kívül, különösen a Heliopause-on, most a Voyager űrhajó éppen belépett ebbe a régióba; néhány érdekes eredmény visszatért oda; és van egy csomó, amit szeretnénk tudni az űr azon régiójában. Éppen azon túl, az Oort-felhőnek nevezik valamit, amely állítólag a világűr olyan területe, ahol sok üstökös, akit látunk, életük nagy részét él, de időnként a Napba kerül. Tehát még sok tennivaló van; megfigyelés és feltárás közvetlenül a Naprendszer szélén.
Vajon más lenne-e egy napelemes vitorla építésében ahhoz, amely eljuthat a külső napenergia-rendszerbe, akkor mit dolgozol most?
Nem kell, hogy legyen. Megadhatná azt a technológiát, amelyet most folytatunk, és végezzük ezeket a koronális tömeges kilökési jeleket, és elküldheted ezt a vitorlát küldetésre. A probléma az, hogy több vagy több időbe telik eljutni azokra az Oort-felhőkre és a Heliopause-ba. Ha olyan nagyságrendű vitorlát tudunk építeni, amely a tömeg egytizedét teszi ki ugyanarra a területre; vagyis tízszer jobban teljesít, ha akarsz, akkor félidőben megtehetjük ugyanazt a küldetést, tehát annak érdekében, hogy valóban elkezdjük fontolóra venni ezt a küldetést, nagyobb teljesítményű vitorlákat akarunk építeni, hogy valóban megcsináljuk és életünk során megtesszük, ha akarsz.
Milyen időbe telik a tesztelt prototípus és a jövőbeli tervei?
Ez az, ami jelenleg nagyon sok tanulmányt folytat az ügynökségben; Különösen van egy tudományos tanácsadó bizottság, amely ülésezik és meghatározza tudományos prioritásaikat, és meghatározza azt a határidőt, amikor a vitorlák készen állnak. Ha készen áll ?, akkor az, amit az elmúlt 3 évben csináltunk a Plumbrooki tesztjeinél, az az, hogy mindent megteszünk a földön, hogy megtervezzünk és működtessünk egy napelemes vitorlat szimulált űrkörnyezetben. A következő lépés az, hogy felmegyünk az űrbe, és ez fontos lépés lesz. Valóban meg kell repülnünk a napelemes vitorlán, és meg kell vizsgálnunk, hogyan működik ez az űrben: a vitorla szerkezetének terhei sokkal, sokkal kevesebbek, mint a földön. A gravitáció 4000-szer nagyobb terhelést jelent a vitorlák számára, mint amit a Nap fog tenni. Tehát egy igazán igaz környezet van az űrben, és fel kell vennünk (a vitorlát), hogy kipróbáljuk. Még egy 3-5 év van ahhoz, hogy megcsináljuk ezt a fajta dolgot, majd készen áll arra, hogy bekapcsolódjunk egy tudományos küldetésbe; 3-5 éves névleges űrrepülési tervezési és fejlesztési szakasz. Tehát a következő évtizedben természetesen azt várom, hogy egy napelemes vitorla repül.
