20-метровий сонячний вітрило тестується. Кредит зображення: NASA. Натисніть, щоб збільшити
Слухайте інтерв'ю: NASA Тестує сонячне вітрило (3,7 mb)
Або підпишіться на Podcast: universetoday.com/audio.xml
Фрейзер Каїн - Ви можете взагалі надати мені деякі відомості про сонячні вітрила?
Едвард Монтгомері? Це технологія, якою цікавить наше агентство вже деякий час, але історія налічує кілька сотень років від Фредріка Сандера на зламі століть (19-го). У недавніші часи ми з’ясували, що досягнення декількох конкретних областей зробило це те, що нам дійсно потрібно вивчити. Композитні матеріали, що виходили в останні кілька років, наприклад, спортивне обладнання, виготовлене з ультралегких стержнів, і плівкова технологія, яка певним чином пов'язана з матеріальною промисловістю та інтегральними полями, наприклад, і фарбувальні добавки Ці поля дають можливість будувати структури в просторі, схожі на плітки, і ми ніколи насправді не могли це зробити за пару десятиліть до цього (зараз), і як тільки ти зможеш зменшити вид маси дуже низько, тоді це не потрібно багато сили, щоб отримати деяке прискорення і хороший привід з нього.
Як світло може забезпечити приведення в рух алюмінієвої фольги в просторі?
Це дуже захоплююче властивість, яке має світло; він насправді не має маси, тому він не може відштовхуватися від чогось, але насправді він взаємодіє з перешкодами; це надає йому імпульсу, і це було теоретизовано Ейнштейном, і це було доведено в ряді лабораторних експериментів.
Яку технологію ви зараз випробовуєте в NASA?
Ми беремо одну конкретну концепцію сонячного вітрила, яка є квадратним вітрилом; у нього є 4 стріли, які виходять, а між стрілами - трикутні вітрила, і ця система призначена для перенесення корисних навантажень, які відносно скромні за розмірами: корисна навантаження Robotic Science. Ми розглядаємо кілька місій до внутрішньої Сонячної системи для вивчення фізики Сонця та того, як воно взаємодіє із Землею.
Отже, ви відправлятимете сонячне вітрило з нашого положення; орбіта Землі, ближче до Сонця? Звучить якось назад.
Ну а поштовх, який може створити вітрило, пропорційний силі сонячного світла, і коли ви підходите ближче до Сонця, сила цього приводу рухається вгору як квадрат відстані, коли ви наближаєтесь, так насправді, це працює набагато більше ефективно близько до Сонця. Місії, які планували оглянути зовнішню Сонячну систему; майже всі вони брали участь у першому підході до внутрішньої сонячної системи, що летить близько до Сонця і отримує хороший поштовх, а потім виходить. Але найближчі місії, які ми спостерігаємо, - це місії, що коливаються; вони не дуже швидко йдуть Існує точка балансу між гравітаційним тягою Землі та гравітаційним тягою Сонця, званим точкою Лагранжа, і у нас зараз є супутники, які розміщуються там. Для цього не потрібні особливі рушії, але якщо ви хочете сидіти і парити в якійсь точці ближче до Сонця (щоб дістатися) до цієї конкретної точки в космосі, тоді ви повинні мати деякі рушійні можливості, і наші вчені мають великий інтерес бажаючи опинитися в цій точці. Ви можете собі уявити, як це може бути вигідним місцем для розміщення якихось інструментів між Землею та Сонцем, щоб зрозуміти, як це фізична властивість.
Гаразд, так я розумію; це було б так, як якщо б Сонце було віялом, і у вас було вітрило, і ви даєте йому спуститися до Сонця до того, що сила енергії Сонця, що відходить від нього, ідеально збалансована, щоб утримати сонячне вітрило в точці. Він би не пішов ні далі, ні ближче.
Правильно. Це правильно.
Які експерименти ви б хотіли зробити, якби ви могли наблизитись та мати можливість тримати станцію?
Я інженер з руху, а не науковий співробітник; вони можуть зробити набагато кращу роботу, пояснивши, що саме вивчають, але деякі інструменти, які вони планують застосувати, вимірюють магнітосферу, вони вимірюють частинки високої енергії, коли вони проходять. Особливий інтерес викликає зондування викидів корональної маси; це великі спалахуючі події, що трапляються на Сонці, що після того, як вони досягнуть Землі, можуть дійсно порушити нашу комунікацію, і вони насправді можуть завдати шкоди та знищити чутливе електронне обладнання. Такий спалах в 1986 році завдав збитків на кілька мільйонів доларів лише в Північній Америці, тому ми хочемо мати можливість передбачити ті події, коли вони відбудуться, і якщо у нас буде достатньо часу для попередження, ми можемо вимкнути наше обладнання або за певних умов зберегти їх від отримання травми, тому важливо знати, коли відбувається викид корональної маси.
Що може мати майбутнє для цієї технології, коли можна буде досліджувати зовнішню сонячну систему?
Ну, це хороший момент. Як я вже нещодавно згадував, ці викиди корональної маси також можуть бути дуже шкідливими для наших космонавтів, тому НАСА шукає в найближчому майбутньому повернутися до Місяця та Марса, про які було багато дискусій. Нам потрібно буде вміти передбачати, коли ці події (викид коронних мас) відбудуться, щоб наші космонавти могли потрапити до безпечних притулків від тих подій, тому нам, ймовірно, доведеться розміщувати ці попереджувальні супутники біля Місяця та болота, і, можливо, навколо Сонячна система для попередження про це. (Після цього) врешті-решт у майбутньому існує великий інтерес до того, щоб прагнути зрозуміти структуру нашої Сонячної системи поза орбітою Плутона, особливо Геліопаузи, тепер космічний корабель Вояджера щойно увійшов до цього регіону; там були якісь цікаві результати; і є багато, про що ми хотіли б знати в цьому просторі. Тільки поза цим є щось, що називається Хмара Оорта - це нібито область космосу, де багато комет, яких ми бачимо, проживають більшу частину свого життя, але іноді вони потрапляють на Сонце. Отже, треба зробити дуже багато науки; спостереження та дослідження лише за межами Сонячної системи.
Чи може щось інакше побудувати сонячне вітрило, яке могло б потрапити у зовнішню сонячну систему, а потім над тим, над чим ви працюєте зараз?
Це не повинно бути. Ви можете взяти технологію, яку ми зараз переслідуємо, щоб зробити ці сигнали викиду корональної маси, і ви могли б відправити це вітрило на місію. Проблема полягає в тому, що знадобиться або більше, щоб дістатися до цих хмар Оорта і вийти в Геліопаузу. Якщо ми можемо побудувати вітрило, яке є на порядок або на десяту частину ваги для такої ж площі; це може бути в 10 разів краще, якщо ви хочете, тоді ми можемо виконати ту саму місію за половину часу, тому, щоб по-справжньому почати розглядати цю місію, ми захочемо створити більш високопродуктивні вітрила, щоб дійсно це зробити і зробити це протягом нашого життя, якщо ти будеш.
Який зараз час вперед з прототипом, який ви тестуєте, та вашими планами на майбутнє?
Це те, що зараз багато чого вивчає в агентстві; зокрема, існує науково-дорадчий комітет, який засідає і визначає, які їх наукові пріоритети, і який визначає необхідну дату, коли вітрила повинні бути готові. Коли це може бути готово? Ну, що ми робили протягом останніх 3 років, що досягли своїх результатів в Plumbrook, - це зробити все можливе на місцях, щоб розробити та експлуатувати сонячне вітрило в імітованому космічному середовищі. Наступний крок - піднятися в космос, і це буде важливим кроком. Нам дійсно належить здійснити політ сонячного вітрила і подивитися, як він працює в космосі: навантаження на структуру вітрила набагато, набагато менше, ніж їх тут на землі. Гравітація ставить навантаження на вітрила в 4000 разів вище, ніж те, що зробить Сонце. Тож справді справжнє середовище знаходиться в космосі, і ми повинні взяти його (вітрило), щоб перевірити його. Ще 3-5 років, щоб зробити таку річ, і тоді вона буде готова ввійти в наукову місію; 3–5 років фаза планування та розробки номінальної космічної місії. Отже, протягом наступного десятиліття, безумовно, я очікую, що я побачу сонячний вітрило, що летить.
