Представете си платно със слънчева енергия, което може да задвижва космически кораб през вакуума на космоса като вятър, който задвижва платно тук, на Земята. НАСА и други космически агенции се отнасят сериозно към идеята и работят по различни прототипни технологии. Едуард Монтгомъри е ръководител на технологичната зона на двигателя за слънчеви платна в НАСА. Току-що тестваха 20-метрова (66 фута) платна в съоръжението на Plum Brook на изследователския център Glenn в Сандаски, Охайо.
Чуйте интервюто: НАСА тества слънчево платно (3.7 mb)
Или се абонирайте за Podcast: universetoday.com/audio.xml
Фрейзър Каин - Можете ли да ми дадете някакъв фон на слънчевите платна като цяло?
Едуард Монтгомъри - Това е технология, от която нашата агенция се интересува от известно време, но историята се връща няколкостотин години на Фридрик Сандер в началото на века (19-ти). В по-ново време открихме, че напредъкът в няколко конкретни области направи това нещо, което наистина трябва да проучим. Композитните материали, които излизат през последните няколко години, като например спортно оборудване, което е направено от ултра леки пръти, и филмова технология, която по някакъв начин е свързана с индустрията на материали и интегралните полета, например и добавки за боя Тези полета направиха възможно изграждането на структури в пространството, наподобяващи госамери, и ние никога не успяхме да направим това до няколко десетилетия преди (сега) и след като успеете да намалите вида на масата наистина много ниско, тогава не отнема много сила, за да се постигне известно ускорение и добро задвижване.
Как светлината може да осигури задвижване на алуминиевото фолио в космоса?
Това е много завладяващо свойство, което има светлината; всъщност няма маса, така че не може да отскочи от нещо, но всъщност взаимодейства с препятствия; тя му придава инерция и това е теоретизирано от Айнщайн и това е доказано в редица лабораторни експерименти.
Каква е технологията, която тествате в НАСА в момента?
Ние приемаме една конкретна концепция за слънчеви платна, която е квадратно платно; той има 4 стрели, които излизат, а между щангите са триъгълни платна и тази система е проектирана да носи полезни товари, които са сравнително скромни по размер: полезният товар на Robotic Science. Разглеждаме няколко мисии към вътрешната Слънчева система, за да изучим физиката на Слънцето и как тя взаимодейства със Земята.
Така че ще изпращате слънчевото си платно от нашата позиция; орбитата на Земята, по-близо до Слънцето? Звучи ми някак назад.
Е, тягата, която платното може да произведе, е пропорционална на силата на слънчевата светлина и когато се приближите към Слънцето, силата на това задвижване се увеличава като квадрата на разстоянието, тъй като се приближавате, така че всъщност, той работи много повече ефективно близо до Слънцето. Мисиите, които са планирани да разгледат външната слънчева система; почти всички те са участвали първо да отидат до вътрешната Слънчева система, летящи близо до Слънцето и да получат добър тласък и след това да излязат. Но мисиите в близкосрочен план, които разглеждаме, са мисии, които висят; те не вървят много бързо Има точка на баланс между гравитационното издърпване на Земята и гравитационното дърпане на Слънцето, наречено точка Лагранж, и ние имаме сателити, които се намират там сега. Това не изисква конкретно задвижване, но ако искате да седнете и да се задържите в някоя точка по-близо до Слънцето (за да стигнете) до тази конкретна точка в космоса, тогава трябва да имате някои задвижващи способности и нашите учени проявяват интензивен интерес в желанието да бъда в този момент. Можете да си представите как това може да е изгодно място да поставите някои инструменти между Земята и Слънцето, за да разберете как е това физическо свойство.
Добре, така че разбирам; би било така, сякаш Слънцето е фен и си хванал платно и го оставяш да се спуска към Слънцето до степен, че силата на слънчевата енергия, която излиза от него, е напълно балансирана, за да държи слънчевото платно в точката. Няма да продължи повече или да се приближи.
Точно така. Това е вярно.
Какви експерименти бихте се интересували да направите, ако успеете да се доближите и да можете да поддържате станцията?
Аз съм двигателен инженер, а не учен; те могат да ми свършат много по-добра работа, като обяснят какво точно учат, но някои от инструментите, които планират да поставят върху него, измерват магнитосферата, те измерват високоенергийните частици, докато минават. Особен интерес представлява усещането на изхвърляне на коронална маса; това са големите яростни събития, които се случват на Слънцето, че след като стигнат до Земята, наистина могат да нарушат комуникациите ни и всъщност могат да навредят и унищожат чувствителното електронно оборудване. Подобен пламък през 1986 г. причини няколко милиона долара щети само в Северна Америка, така че искаме да можем да предвидим онези събития, когато се случват и ако имаме достатъчно време за предупреждение, можем да изключим оборудването си или при определени условия, да ги запазим от нараняване, така че е важно да се знае кога идва изхвърляне на коронална маса.
Какво би могло да има бъдещето за тази технология, като може да изследва външната слънчева система?
Е, това е добра точка. Както току-що споменах, тези изхвърляния на коронална маса също могат да бъдат много вредни за нашите астронавти, така че НАСА се стреми в близко бъдеще да се върне към Луната и Марс, за които имаше много дискусии. Ще трябва да можем да прогнозираме кога се случват тези събития (изхвърляне на коронални маси), така че нашите астронавти да стигнат до сигурни убежища от тези събития, така че вероятно ще трябва да имаме тези предупредителни спътници, разположени в близост до Луната и марсовете и евентуално около слънчевата система за предупреждение при това. (След това) в крайна сметка в бъдеще има силен интерес да искаме да разберем структурата на нашата Слънчева система извън орбитата на Плутон, особено Хелиопаузата, сега космическият кораб "Вояджър" току-що е влязъл в този регион; има някои интересни резултати, които се връщат там; и има много неща, които бихме искали да знаем за този район на космоса. Точно отвъд това е нещо, наречено Облака на Оорт, който уж е зоната на космоса, където голяма част от кометите, които виждаме, живеят по-голямата част от живота си, но понякога те влизат в Слънцето. Така че трябва да се направи доста наука; наблюдение и проучване точно отвъд краищата на Слънчевата система.
Има ли нещо по-различно в изграждането на слънчево платно, което може да излезе във външната слънчева система, а след това върху което работите в момента?
Не е нужно да бъде Можете да вземете технологията, която преследваме сега, за да направим тези сигнали за изхвърляне на коронална маса и можете да изпратите това платно на мисия. Проблемът е, че ще отнеме или повече, за да стигнете до тези облаци на Оорт и да излезете в хелиопаузата. Ако можем да изградим платно, което е порядък или десета от теглото за същото количество площ; това е 10 пъти по-добре, ако щете, тогава можем да направим същата мисия за половината време, така че наистина да започнем да обмисляме тази мисия, ние ще искаме да изградим по-високопроизводителни платна, за да го направим наистина и да го направим в рамките на нашия живот, ако обичаш.
Каква е сега времевата рамка напред с прототипа, който тествате и бъдещите ви планове?
Това е нещо, което в момента в агенцията се изучава много; по-специално, има научно-консултативен комитет, който се събира и определя кои са техните приоритети в областта на науката и ще определи датата на нужда, когато платната трябва да са готови. Когато може да е готова…, това, което правехме през последните 3 години, което е било кулминационно в тези тестове в Plumbrook, е да направим всичко възможно на земята, за да проектираме и управляваме слънчево платно в симулирана космическа среда. Следващата стъпка е да отидете в космоса и това ще бъде важна стъпка. Наистина трябва да имаме полет на слънчевото платно и да видим как той работи в космоса: натоварванията върху структурата на платното са много, много по-малко, отколкото са тук на земята. Гравитацията поставя товар върху платната 4000 пъти по-голям от това, което ще направи Слънцето. Така че наистина истинска среда е в космоса и трябва да я вземем (платното), за да я изпробваме. Остават още 3-5 години да се занимават с такива неща и тогава ще бъдат готови да бъдат вложени в научна мисия; 3-5 години номинална фаза на планиране и развитие на космическата мисия. Така че в рамките на следващото десетилетие със сигурност очаквам да видя слънчево платно да лети.
