Annak ellenére, hogy egy ötlet több mint 40 éve mozog a mérnökök és az űrkedvelők fejében, a napelemes vitorlák soha nem szereztek nagy vontatást a tényleges telepítés módjában. A NASA ma fontos lépést tett a napenergia vitorla technológiájának tesztelése felé a jövőbeli űrhajókban történő felhasználás céljából.
A Nanosail-D űrhajót november 19-én, pénteken, 20:25 órakor indították el. Az EST az alaszkai Kodiak-szigetről, és egy másik műholdason hátráltatta magát, mindkettő a Minotaur IV rakéta fedélzetén volt. Ma már sikeresen kiszedték a hordozóeszközből, és önmagukban vannak. Noha a vitorlákat még nem sikerült telepíteni, ez már olyan eredmény, amely jól támasztja alá mind a napelemes vitorla, mind a kis műholdas technológia jövőjét.
A Nanosail-D műholdat - amelyet általában „kenyér veknek” -nek neveznek - a gyors, megfizethető, tudományos és technológiai műholdasból (FASTSAT) vetítették ki az EST december 6-án, 13: 31-kor. Ez nem csupán a NASA első kísérlete egy napelemes vitorla űrbe helyezésére, hanem ez az első alkalom is, amikor egy nanoszatellit kiürült egy másik műholdról, ezzel bizonyítva, hogy ez megbízható módszer több műhold egyidejű pályájára jutására.
A Nanosail-D egy nanosatellit - vagy cubesat -, amelynek célja a napelemes vitorlák potenciáljának tesztelése légköri fékezés során. Az ilyen vitorlák - rendkívül vékony és könnyű anyagból, ebben az esetben a CP1 polimerből készülnek - potenciálisan felhasználhatók egy űrhajó meghajtására a Naprendszerünkön kívül. A Nanosail-D vitorlát alacsony földi pályán, körülbelül 650 km-re (400 mérföld) fel kell használni. A vitorlát annak megmutatására használják, hogy az ilyen technológia miként képes lelassítani a műholdakat, amikor keringési pályájukra van szükségük.
Jelenleg a műholdak keringtetése a műholdak hajtóműveinek segítségével egy alsó és alsó pályára manőverezi őket, ami miatt az űrhajó fedélzetén több hajtóanyagot kell végrehajtani, hogy azt megfelelő módon ártalmatlanítsák. A Nanosail-D napelemes vitorlákat és pályákat állít fel 70–120 napig, végül spirálisan a Föld légkörébe kergetve.
Mivel a föld közelében olyan körül kering, mert a napfúró vitorlájának próbaüzemének lehetősége nem áll a misszió középpontjában; azonban a szolár vitorla telepítése önmagában is hatalmas mérnöki kihívás. A Nanosail-D lesz a tökéletes kísérlet annak kipróbálására, hogy a NASA által a vitorla kibontakoztatására alkalmazott módszer használható-e az űrben.
Közvetlenül a mai korábbi kiadás után egy időzítő elindította a háromnapos visszaszámlálást. Ha eléri a nullát, akkor gémszóró lesz - azaz négy gém emelkedik ki a kis műholdasból, és öt másodpercen belül a vitorla teljes mértékben meghosszabbodik a 100 négyzetláb (10 négyzetméter) vitorlási távolságig.
Dean Alhorn, a NanoSail-D vezető kutatója és a Marshall Űrügyi Repülési Mérnöke a misszió oldalán elmagyarázza: „A telepítés éppen ellenkező módon működik az ács mérőszalagján. Mérőszalaggal kihúzza, amely felrúg egy rugót, és amikor elengedi, gyorsan visszahúzza. A NanoSail-D segítségével a gémkeretet feltekerjük a középső orsó körül. Azok a feltekercselt kerekek, mint a tavasz. Körülbelül hét nappal az indulás után a vitorlát a középső orsóról távolítja el. ”
Korábban már vannak olyan kísérletek, amelyek a napvitorlák indítását és telepítését célozzák meg, de miután telepítették őket, a Nanosail D lesz a leghosszabb ideje működő napfényvitorla kísérlet, amelyet még megpróbáltak. Mind a JAXA, mind az orosz űrügynökség sikeres napenergia-vitorlás kísérleteket hajtott végre.
A JAXA lóhere alakú vitorlát indított egy hangzó rakéta fedélzetén 2004-ben, és a kísérlet kb. 400 másodpercig tartott. Emellett 2010. májusában elindították az IKAROS űrhajót is, amely jelenleg útban van a Vénusz felé, és a Nap ellenkező oldalára repül a Földtől. Az oroszok egy 20 méteres átmérőjű tükröt sikeresen telepítettek a Progress M-15 újratöltési missziójára a Mir-ben 1993-ban. A Znamya 2 elnevezésű tükröt egy 5km (3 mérföld) széles fényű foltot dobott a földre, amely átfutott Franciaország déli részén nyugatra. Oroszországban, és néhány órán át keringtek az égés előtt.
A Planetary Society valószínűleg a leghangosabb és lelkesedőbb szervezet, amely támogatja a napelemes vitorla technológiáját. Jelenleg a Lightsail-1 nevű Nanosail-Dhez hasonló napelemes vitorlákat fejlesztenek. A társadalom 2005-ben megkísérelte a Cosmos 1 nevű napvitorla indítását, ám a műholdat hordozó rakéta a második szakaszában nem tüzelt, és a hajó elveszett.
A Nanosail-D második iterációja van. Az első űrhajót 2008 elején bocsátották üzembe, és a csapat - az asztrofizikusok és a Marshall Űrközpont és az Ames kutatóközpont mérnökei - négy hónap álltak rendelkezésére, hogy működőképes műholdat összeállítsanak. A Falcon 1 rakéta fedélzetén 2008. augusztusában indult, de a rakéta a légkörben megégett. Ha a mérnökök egy dologban jók, akkor ez redundáns: a csapat felépített egy második Nanosail-D készüléket, és bőséges idő áll rendelkezésére néhány hiba kidolgozására és a technológia továbbfejlesztésére.
Louis Friedman, a The Planetary Society ügyvezetõ igazgatója szerint a Bolygószövetségnek majdnem esélye volt a Nanosail-D elindítására. A Nanosail-D fejlesztõi csapat felvette a kapcsolatot velük a sikertelen kezdeti indítási kísérlet után, és feltették a kérdést, hogy szeretnék-e segít elindítani a második Nanosail-D űrhajót. A Planetary Society egyetértett, de a csapat ezután helyet talált a FASTSAT indításakor. Következésképpen a Lightsail-D-et kihúzták e rövid együttműködésből.
Az időmérő csendben megszámolja azt, ami izgalmas küldetésnek ígérkezik, és potenciális mérföldkövet jelent az űrrepülés jövőjében. Nézze ezt a helyet a misszió további fejlesztéseihez.
Források: NASA sajtóközlemény, The Planetary Society, NASA Tudomány, NASA Nanosail-D adatlap
