Солнце будет питать большую часть предстоящей миссии НАСА Artemis 1 с помощью солнечного паруса, разработанного компанией NeXolve для запуска корабля в дальний космос без топлива.
Солнечные паруса используют импульс света, чтобы толкать космический корабль без топлива, подобно тому, как ветер движет парусную лодку в открытом море.
Солнечный парус NeXolve прикрепят к маленькому космическому аппарату NASA размером с обувную коробку для исследования околоземных астероидов. Его отправят на исследование небольшого астероида рядом с Землей.
Миссия продемонстрирует потенциал технологии солнечного паруса, которую НАСА никогда не разворачивало в таком масштабе. Если все пройдет успешно, следующий такой корабль полетит на Марс.
«Солнечные паруса способны развивать очень высокую скорость и, таким образом, сокращать время полета для миссий в пункты назначения, находящиеся далеко от Земли», — сказал президент Nexolve Джим Мур.
Солнечные паруса работают, потому что частицы света или фотоны, излучаемые солнцем, имеют импульс и воздействуют на объекты, которых касаются. В космосе, без защиты земной атмосферы, солнечного света так много, что это давление солнечного излучения можно использовать для путешествий.
Парус должен быть очень тонким — в 40–100 раз тоньше, чем лист писчей бумаги, — и отражать, чтобы генерировать максимально возможную тягу при отражении фотонов.
Они также должны быть большими, чтобы захватывать достаточное количество фотонов. Солнечный парус будет иметь площадь 86 квадратных метров, что примерно равно одной стороне волейбольной площадки.
Он сделан из материала под названием «Бесцветный полиимид 1» (CP1), который, по словам Мура, сохраняет свою прочность и гибкость в агрессивной космической среде и покрыт отражающим покрытием.
Компания NeXolve разработала технологию производства, которая позволяет изготавливать пленку из этого материала толщиной всего 2,5 микрона (0,0025 миллиметра), поэтому она весит примерно вдвое меньше, чем другие полиимидные пленки.
Тяга солнечного паруса может толкать корабль в космосе, но также позволяет ему зависать в фиксированной точке или вращаться — движения, которые обычно требуют значительного количества топлива. Без такой большой потребности в топливе корабль может быть меньше и легче и может быстрее достигать пунктов назначения в дальнем космосе.
«Солнечные паруса используют и отражают энергию солнца, создавая небольшое, но постоянное ускорение в космосе», — сказал Джим Пирсон, директор по аэрокосмическим продуктам NeXolve. «В долгосрочной перспективе непрерывное ускорение приводит к высокой скорости, что позволяет выполнять научные миссии в дальнем космосе».
«Миссии на солнечном парусе также можно сочетать с инновационными траекториями движения по солнцу, чтобы получить еще больше «бесплатной» энергии».
«Солнечный парус позволит спутникам наблюдения за космической погодой летать ближе к Солнцу и значительно улучшит время предупреждения о солнечных штормах», — сказал Мур.
Солнечные паруса — не единственная солнечная космическая технология, над которой работает NeXolve. Компания начала работать в этой области в 1980-х годах с технологией Solar Thermal Propulsion (STP), которая включает фокусирование солнечного света через отражатель для нагрева ракетного топлива.
Мур называет солнце «самым распространенным и возобновляемым источником энергии, доступным людям» и говорит, что его изобилие в космосе открывает возможности, недоступные на Земле.
Запуск Artemis 1 был запланирован на 29 августа 2022 года, но несколько раз откладывался, сначала из-за технических проблем, а совсем недавно из-за урагана Ян. Следующая попытка запуска, скорее всего, состоится не раньше середины октября.