Predstavljajte si jadro s sončnim pogonom, ki bi lahko skozi vesoljski vakuum potegnilo vesoljsko plovilo kot veter, ki poganja jadro tukaj na Zemlji. NASA in druge vesoljske agencije zamisel jemljejo resno in delajo na različnih prototipnih tehnologijah. Edward Montgomory je vodja tehnološkega področja solarnega jadranja v Nasi. Pravkar so preizkusili 20-metrsko (66 stopalo) jadro v objektu Plum Brook v raziskovalnem centru Glenn v mestu Sandusky, Ohio.
Poslušajte intervju: NASA Tests Solar Sail (3,7 mb)
Ali pa se naročite na Podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain - Ali mi lahko na splošno ogledate sončna jadra?
Edward Montgomery - To je tehnologija, ki jo naša agencija že nekaj časa zanima, toda zgodovina sega nekaj sto let do Fredricka Sanderja na prelomu stoletja (19.). V novejšem času smo ugotovili, da je zaradi napredka na nekaterih določenih področjih resnično treba pogledati. Kompozitni materiali, ki se pojavljajo v zadnjih nekaj letih, na primer v športni opremi, izdelani iz ultra, lahkih palic, in filmski tehnologiji, ki je na nek način povezana z industrijo materialov in polji integriranih vezij, na primer in barvni dodatki Ta polja so omogočila gradnjo struktur v vesolju podobnih gosamerjem in tega še nikoli nismo mogli storiti do nekaj desetletij (zdaj) in ko boste neko množico dosegli resnično nizko, potem to ne traja veliko sile, da iz nje pospešimo nekaj dobrega pogona.
Kako lahko svetloba zagotovi pogon aluminijaste folije v vesolju?
To je zelo fascinantna lastnost svetlobe; v resnici nima mase, zato ne more odskočiti od nečesa, ampak v resnici deluje z ovirami; to mu daje zagon in to je Einstein teoretiziral, kar je bilo dokazano v številnih laboratorijskih poskusih.
Kakšna je tehnologija, ki jo trenutno preizkušate pri Nasi?
Vzamemo en koncept sončnega jadra, ki je kvadratno jadro; ima 4 ogrodja, ki izstopajo, vmes pa sta trikotna jadra, sistem pa je zasnovan za sorazmerno skromne velikosti tovora: tovor Robotic Science. Ogledujemo si več misij v notranji sončni sistem, da preučujemo fiziko Sonca in kako vpliva na Zemljo.
Torej bi pošiljali vaše sončno jadro z našega položaja; Zemljino orbito, bližje Soncu? Sliši se mi nekako nazaj.
No, potisk, ki ga lahko ustvari jadro, je sorazmeren z močjo sončne svetlobe in ko se približujete Soncu, se moč tega pogona poveča kot kvadrat razdalje, ko se približate, tako da dejansko deluje veliko več učinkovito blizu Sonca. Misije, ki so bile načrtovane za pregled zunanjega osončja; skoraj vsi so sodelovali, ko so najprej odšli v notranji osončje, ki so leteli blizu Sonca in se še bolj zagnali, nato pa šli ven. Toda kratkoročne misije, ki jih gledamo, so misije, ki lebdijo; ne gredo zares hitro. Med Zemljinim gravitacijskim potegom in Sončevim gravitacijskim potegom, ki se imenuje Lagrangeova točka, obstaja točka ravnotežja in zdaj imamo tam satelite. Za to ni potrebno posebno poganjanje, če pa želite sedeti in lebdeti v nekem trenutku bližje Soncu (priti do) določene točke v vesolju, morate imeti nekaj pogonskih zmogljivosti in naši znanstveniki so zelo zanimivi da bi želeli biti na tej točki. Lahko si predstavljate, kako bi bilo to koristno, če bi med Zemljo in Soncem postavili nekaj instrumentov, da bi razumeli, kako to fizično lastnost ima.
Ok, tako da razumem; bilo bi, kot da bi bilo Sonce oboževalec in bi imel svoje jadro, in pustili bi, da se spušča proti Soncu do te mere, da je sila Sončeve energije, ki odhaja od njega, popolnoma uravnotežena, da zadrži sončno jadro v točki. Ne bi šlo več ali bližje.
Prav. To je pravilno.
Kakšne poskuse bi zanimali, če bi se lahko tako približali in lahko obdržali postajo?
Sem pogonski inženir, ne raziskovalni znanstvenik; lahko veliko bolje razložijo, kaj natančno študirajo, vendar nekateri instrumenti, ki jih nameravajo uporabiti, merijo magnetosfero in merijo visoko energijske delce, ko gredo mimo. Posebej zanimivo je zaznavanje izmetov koronske mase; to so veliki dogodki, ki se zgodijo na Soncu, da ko dosežejo Zemljo, lahko resnično motijo naše komunikacije in dejansko lahko škodijo in uničijo občutljivo elektronsko opremo. Takšen plamen leta 1986 je povzročil več milijonov dolarjev škode samo v Severni Ameriki, zato želimo napovedati tiste dogodke, ko se bodo zgodili, in če imamo dovolj časa za opozorilo, lahko svojo opremo izklopimo ali v določenih pogojih obdržimo da se ne poškoduje, zato je pomembno vedeti, kdaj prihaja do izliva koronalne mase.
Kaj bi lahko imela prihodnost te tehnologije, če bi lahko raziskovali zunanji sončni sistem?
No, to je dobra točka. Kot sem pravkar omenil, so tudi ta izlivanja koronalne mase lahko zelo škodljiva za naše astronavte, zato se NASA v bližnji prihodnosti trudi, da bi se vrnila na Luno in Mars, o čemer se je veliko razpravljalo. Morali bomo biti sposobni predvideti, kdaj se bodo ti dogodki (koronalna izstrelitev mase) zgodili, da bodo naši astronavti od teh dogodkov prišli do varnih oaz, zato bomo verjetno morali imeti te opozorilne satelite nameščene v bližini lune in marsa in po možnosti okoli sončni sistem za opozorilo pri tem. (Po tem) v prihodnosti se intenzivno zanima razumevanje strukture našega osončja zunaj orbite Plutona, zlasti Heliopavze, zdaj je vesoljska plovila Voyager pravkar vstopila v to regijo; tam so se vrnili nekateri zanimivi rezultati; in veliko je tistega, kar bi radi vedeli v tem prostoru. Tik za tem je nekaj, kar imenujemo Oortov oblak, ki naj bi bilo območje vesolja, kjer živi veliko kometov, ki jih vidimo večino svojega življenja, vendar občasno pridejo na Sonce. Torej je treba narediti kar nekaj znanosti; opazovanje in raziskovanje tik ob robovih osončja.
Ali bi bilo kaj drugače pri izdelavi sončnega jadra, ki bi lahko izstopilo v zunanji osončje, kot je tisto, kar trenutno delate?
Ni nujno, da bo. Lahko vzamete tehnologijo, ki jo zasledujemo, da bi izvajali te signale koronalne izmetne mase in to jadro lahko poslali na misijo. Težava je v tem, da bi potrebovali ali več, da bi prišli do teh Oortovih oblakov in v Heliopavzo. Če lahko sestavimo jadro, ki je velikosti ali desetine teže za isto količino površine; če je to 10-krat boljše, če boste, potem bomo lahko to isto poslanstvo opravili v polčasu, zato bomo res začeli razmišljati o tej misiji, zato bomo želeli sestaviti bolj uspešna jadra, da to resnično naredimo in to storimo v svojem življenjskem obdobju, če boš.
Kakšen je zdaj rok za prototip, ki ga preizkušate, in vaše prihodnje načrte?
To je nekaj, kar se v agenciji trenutno veliko preučuje; zlasti obstaja znanstveni svetovalni odbor, ki se sestane in določi, kakšne so njihove prednostne naloge v znanosti, in določi datum potrebe, ko bodo jadra pripravljena. Ko je lahko pripravljen…, kar smo počeli v zadnjih 3 letih, ki je vrhunec teh preizkusov pri Plumbrooku, je, da na terenu naredimo najboljše, kar lahko, da oblikujemo in upravljamo s sončnim jadrom v simuliranem vesoljskem okolju. Naslednji korak je iti v vesolje in to bo pomemben korak. Resnično moramo opraviti polet sončnega jadra in videti, kako deluje v vesolju: obremenitve na strukturi jadra so veliko, veliko manjše, kot jih je tu na tleh. Gravitacija obremeni jadra 4000-krat večja od tiste, ki jo bo delalo Sonce. Torej je resnično resnično okolje v vesolju in ga moramo prevzeti (jadro), da ga preizkusimo. Še 3-5 let, da to počnejo, in potem bo pripravljen, da se vključi v znanstveno misijo; 3-5 let nazivne faze načrtovanja in razvoja vesoljske misije. Torej v naslednjem desetletju zagotovo pričakujem letenje sončnega jadra.
