ارسال یک بادبان خورشیدی به همراه ماموریت آرتمیس ۱

ماموریت آرتمیس ۱ ناسا ممکن است در تاریخ ۲۹ اوت راهی ماه شود. آرتمیس ۱، یک پرواز آزمایشی بدون خدمه به دور ماه خواهد داشت که به عنوان یک عامل مهم در آزمایش ماموریت‌های انسانی آینده عمل می‌کند. همانطور که از نام این ماموریت پیداست، آرتمیس ۱، نخستین ماموریت برنامه آرتمیس ناسا محسوب می‌شود که هدف از آن، ایجاد حضور پایدار انسان در ماه و اطراف آن تا پایان دهه ۲۰۲۰ است. اگر همه چیز در ماموریت آرتمیس ۱ خوب پیش برود، ماموریت آرتمیس ۲ در سال ۲۰۲۴، یک کپسول اوریون سرنشین‌دار را به مدار ماه خواهد فرستاد و ماموریت آرتمیس ۳ حدود ۲ سال بعد، فضانوردان را در نزدیکی قطب جنوب ماه پیاده خواهد کرد.

به گزارش آی ای، سیستم پرتاب فضایی(SLS) این آژانس فضایی کپسول اوریون را فراتر از ماه خواهد برد و برمی‌گرداند، اما این همه ماجرا نیست. ناسا همچنین در این ماموریت ۱۰ تاسواره کوچک را نیز به فضا خواهد فرستاد تا آنها برخی از آزمایشات علمی را انجام دهند.

یکی از اینها، ماموریت دیده بانی "سیارک نزدیک زمین"(NEA) است که طی آن این ماموریت یک بادبان خورشیدی را به محض رسیدن به فضا در آنجا مستقر می‌کند و به آن اجازه می دهد تا با استفاده از فوتون‌های حاصل از خورشید، خود را به سمت یک سیارک نزدیک به حرکت درآورد. ناسا گفت که این بادبان خورشیدی به محض رسیدن به آنجا از سیارک با جزئیات بالا تصویربرداری می‌کند و داده‌ها را به زمین ارسال می‌کند.

ماموریت سیارک نزدیک زمین یک پروژه مشترک بین مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا(MSFC) در هانتسویل، آلاباما و آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا(JPL) در پاسادنا، کالیفرنیا است. این یکی از چندین ماموریتی است که از فناوری بادبانی خورشیدی پس از اینکه انجمن سیاره‌ای ثابت کرد این فناوری با ماموریت "لایت سیل ۲" (LightSail ۲) در سال ۲۰۱۹ قابل اجرا بوده است، استفاده می‌کند.

"بیل نای"(Bill Nye) مدیر عامل انجمن سیاره‌ای گفت: ماموریت "لایت سیل ۲" کاملا فراتر از انتظارات او بوده و او از دیدن آنچه ناسا و دیگران با این فناوری انجام خواهند داد هیجان‌زده است.

در بیانیه اخیر ناسا "لس جانسون"(Les Johnson)، محقق اصلی این فناوری در مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا گفت که استفاده از فناوری بادبان خورشیدی برای پایین نگه داشتن هزینه‌های این ماموریت بسیار مهم خواهد بود.

بررسی سیارک ۲۰۲۰ GE

ماموریت سیارک نزدیک زمین به سمت سیارک "GE ۲۰۲۰" سفر خواهد کرد. این سیارک یک صخره فضایی کوچک با عرض تقریبا ۶۰ فوت(۱۸ متر) است که هر ۳۶۸ روز یک بار به دور خورشید می‌چرخد. برای رسیدن به آنجا، این تاسواره برای افزایش گرانش از کنار ماه عبور خواهد کرد. جدا از این کمک گرانشی، این تاسواره از بادبان خورشیدی خود که ۹۲۵ فوت مربع(۸۶ متر مربع) است نیز استفاده خواهد کرد.

این کاوشگر ماموریت سیارک نزدیک زمین همچنین دارای رانشگرهای کوچکی است که از آنها فقط برای نیرو دادن به تعداد کمی از مانورهای خاص استفاده می‌شود. در غیر این صورت، بادبان خورشیدی این تاسواره با استفاده از ذرات خورشیدی به نام "فوتون" این ماموریت را به سمت ۲۰۲۰ GE پیش خواهد برد. این بدان معناست که این ماموریت حداقل مقدار سوخت مایع یا جامد را حمل خواهد کرد تا هزینه ماموریت را کاهش دهد.

"جولی کاستیلو روگز"(Julie Castillo-Rogez) محقق اصلی این ماموریت در آزمایشگاه پیش رانش جت ناسا گفت: ماموریت سیارک نزدیک زمین احتمالا با سرعت نسبی کمتر از ۱۰۰ فوت(۳۰ متر) در ثانیه حرکت خواهد کرد که این موضوع آن را به ماموریتی با کندترین سرعت که در اطراف یک سیارک انجام شده، تبدیل خواهد کرد. این چند ساعت به ما فرصت خواهد داد تا اطلاعات ارزشمندی را جمع‌آوری کنیم و به ما امکان می‌دهد تا ببینیم سیارک‌های از این دست از نزدیک چه شکلی هستند.

انتظار می‌رود ماموریت سیارک نزدیک زمین در سال ۲۰۲۳ به این سیارک برسد و در این مرحله از دوربین‌های خود برای گرفتن تصاویری از سنگ فضایی مذکور استفاده خواهد کرد. سپس دانشمندانی که روی زمین مشغول کار هستند، چرخش، شکل، میدان زباله(debris field) و سایر ویژگی‌های آن را مطالعه خواهند کرد. ۲۰۲۰ GE بخشی از کوچکترین طبقه سیارک‌ها است که قطر آنها ۳۳۰ فوت(۱۰۰ متر) یا کمتر است. این اولین باری است که دانشمندان چنین سیارک کوچکی را با جزئیات مطالعه می‌کند. به گفته ناسا این ماموریت به ارتقا دانش آنها در مورد سیارک‌های نزدیک به زمین کمک خواهد کرد.

ماموریت آرتمیس ۱ ناسا، از طریق ماموریت سیارک نزدیک زمین، اطلاعات بیشتری در مورد سنگ‌های فضایی بالقوه خطرناک ارائه خواهد کرد. یکی دیگر از ماموریت‌های بادبان خورشیدی، توسط شرکت فضایی خصوصی"Breakthrough Initiatives" انجام خواهد شد. این شرکت قصد دارد یک کاوشگر بادبان سبک(light sail) را با نیروی حاصل از میلیون‌ها لیزر، به نزدیک‌ترین منظومه ستاره‌ای ما به نام آلفا قنطورس برساند.

نکاتی درباره فناوری بادبان‌های خورشیدی

فناوری بادبان خورشیدی می‌تواند به فضاپیماها امکان دهد تا خورشید را با دقت بیشتری مورد بررسی قرار دهند. برای عبور کردن یک فضاپیما از جو زمین و خارج شدن از گرانش آن، نیروی زیادی لازم است اما هنگامی که یک فضاپیما به مدار می‌رسد، به نیروی نسبتا کمی برای حرکت کردن در فضا نیاز دارد. در واقع، حتی مقادیر ناچیزی از نیروی ثابت می‌تواند به یک فضاپیما امکان دهد تا به دورترین اعماق منظومه شمسی سفر کند. این همان اصل ورای عملکرد "بادبان خورشیدی"(Solar sail) است. این فناوری، صفحات نازک و بزرگی از مواد بازتابنده را به فضاپیما متصل می‌کند. فوتون‌های کوچک نور خورشید از این ماده منعکس می‌شوند و فشار کوچکی را به فضاپیما وارد می‌کنند تا به آن امکان دهند که در فضا حرکت کند.

پروژه‌های مربوط به بادبان خورشیدی مانند پروژه "لایت سیل ۲"(LightSail ۲) ثابت کرده‌اند که این فناوری کاربرد دارد. با وجود این، محدودیت‌هایی نیز وجود دارد. نخست این که فضاپیماهای دارای بادبان‌های خورشیدی، بسیار آهسته‌تر از همتایان خود هستند که با رانشگرها کار می‌کنند اما مشکل بزرگتر، مربوط به مسیریابی است. بادبان‌های خورشیدی باید با جهت نور خورشید در دسترس کار کنند و حرکت دادن آنها دشوار است. ناسا اکنون به دنبال طرح‌های جدیدی برای بادبان‌های خورشیدی است که بتوانند قابلیت‌های مسیریابی آنها را بهبود ببخشند.

ناسا اخیرا به یک گروه پژوهشی که راهی برای حل این مشکل ارائه کرده‌اند، یک کمک مالی دو میلیون دلاری اعطا کرده است تا به توسعه این فناوری تحت برنامه "مفاهیم پیشرفته نوین"(NIAC) بپردازند.