ما هو الشراع الشمسي؟

Send

أنا فريزر كين وأنا بحار. أعتقد أنه أحد الأسباب التي تجعلني أحب فكرة الشراع الشمسي تمامًا.

إليك كيفية عملها: يتكون الضوء من الفوتونات. على الرغم من عدم وجود كتلة في الراحة ، إلا أن لديهم زخمًا عندما يتحركون ، حسناً ، بسرعة خفيفة. عندما تنعكس على سطح ، مثل المرآة أو قطعة معدنية لامعة ، فإنها تنقل بعضًا من هذا الزخم إلى هذا السطح. هذا التأثير ضئيل هنا على الأرض ، ولكن في الفضاء ، مع توازن القوى بشكل مثالي ، يمكن أن يضيف هذا الزخم الإضافي حقًا.

يتم دفع مركبة فضائية تطير إلى المريخ بعيدًا عن مسارها عدة آلاف من الكيلومترات بسبب الضغط الخفيف من الشمس ، إذا لم يعوض مخططو المهمة عن هذا الانجراف ، فإن مركبة الفضاء الخاصة بهم ستفتقد الكوكب ، أو الأسوأ من ذلك ، أن تصطدم به. على الرغم من أن إجمالي مقدار الضغط لكل متر مربع على شراع شمسي ضئيل ، إلا أنه يتدفق باستمرار من الشمس ، وهو مجاني تمامًا ... والدفع الذي لا يتعين عليك حمله معك هو أفضل نوع موجود.

هذه أكثر من مجرد فكرة. تم إطلاق الأشرعة الشمسية ونشرها في الفضاء. كشف القمر الصناعي الياباني إيكاروس عن شراع شمسي بطول 14 مترًا في عام 2010. أطلقت وكالة ناسا مركبتها الفضائية Nanosail-D الخاصة بها في عام 2011. ومن المقرر إطلاق شراع شمسي أكبر ، Sunjammer ، في عام 2014. تعمل جمعية الكواكب على الطاقة الشمسية مشروع الشراع كذلك.

كلما اقتربت من الشمس ، كان عملها أفضل. في الواقع ، سيكون الشراع الشمسي وسيلة مثالية لاستكشاف مناطق عطارد والزهرة ، حيث أنها تتلقى الكثير من الإشعاع. ولكن ربما تتساءل كيف يمكن أن ينزل شراع شمسي إلى تلك الكواكب لأن الضوء يتدفق من الشمس في جميع الاتجاهات. الأمر كله يتعلق برفع وخفض مدارك. إذا كنت ترغب في رفع مدارك حول جسم ما ، فكل ما عليك فعله هو التسريع. وإذا كنت ترغب في خفض مدارك ، فأنت بحاجة فقط إلى الإبطاء.

يبدأ الشراع الشمسي الذي يتم إطلاقه من الأرض بنفس السرعة المدارية حول الشمس مثل الأرض. للدخول إلى مدار أعلى ، يميل الشراع بحيث يسرعه الضوء من الشمس. وللوصول إلى مدار منخفض ، يميل في الاتجاه المعاكس ، ويعمل ضوء الشمس مثل الفرامل.

قد يكون الشراع الشمسي حتى المركبة الفضائية المثالية للقيام برحلة إلى نجم آخر. يمكن للشراع الشمسي بين النجوم أن يخفض مداره بحيث يكون فوق سطح الشمس مباشرة. بعد ذلك ، ستكشف الشراع الكامل وتلتقط أكثر الفوتونات الممكنة. ستستهدف سلسلة من أشعة الليزر القوية الشراع ثم تزيد سرعته إلى جزء كبير من سرعة الضوء.

بالطبع ، ستحتاج إلى إبحار شمسي على بعد آلاف الكيلومترات ، مصنوع من مادة أرق من شعرة الإنسان ، وتنتج أشعة الليزر طاقة أكثر من كل البشرية. لا تزال الفكرة مثيرة للاهتمام ، على الرغم من أنها خارج نطاق تكنولوجيتنا الحالية. بمجرد اختبار هذه التكنولوجيا بشكل أفضل ، سنرى المزيد من المهام التي تستخدم الأشرعة الشمسية كجزء من نظام الدفع.