فضاپیمای LightSail 2 و كوشش برای اثبات كاركرد بادبان خورشیدی
هوا فضا: فضاپیمای تازه پرتاب شده ای كه از پرتوهای خورشید بعنوان نیروی رانش استفاده می نماید، در ایام گذشته نخستین سیگنال ها و تصاویرش را با موفقیت ارسال كرد.
زومیت نوشت: ابتدای ماه جاری، انجمن سیاره ای، یك فضاپیمای مجهز به بادبان خورشیدی را به نام لایت سیل ۲ (LightSail 2)، سوار بر راكت فالكون هوی اسپیس ایكس به فضا پرتاب كرد. حالا بعد از گذشت نزدیك به سه هفته، انجمن سیاره ای دریافت اولین سیگنال از فضاپیمایش را تأیید كرده است. كیوب ست ۵ كیلوگرمی لایت سیل ۲ با هدف بررسی كاركرد بادبان های خورشیدی بعنوان جایگزینی برای سوخت های فسیلی طراحی و به فضا پرتاب شده است. اما بادبان خورشیدی چیست و چگونه كار می كند؟ امكان دارد روزی فرا برسد كه ماجراجویان كیهانی همچون ملوان های باستانی از قدرت بادبان ها برای سفر در بین ستاره ها استفاده كنند؛ با این تفاوت كه مسافران فضایی آینده بجای استفاده از بادهای اقیانوسی از نور خورشید برای هدایت نوعی فناوری به نام بادبان خورشیدی استفاده می كنند. بادبان های خورشیدی نوعی سامانه ی پیشرانش فضایی هستند كه از خصوصیات نادر فوتون ها استفاده می نمایند. این ذرات نوری هیچ جرمی از خود ندارند؛ بااین حال هنگام برخورد با اشیاء با وارد كردن تكانه، می توانند آنها را به صورت جزئی به حركت وادارند. ما انسان ها نیز با هر بار رفتن زیر نور خورشید، تحت فشار فوتون ها قرار می گیریم؛ اما این نیرو اساسا آن قدر ناچیز است كه برای بدن قابل احساس نیست. اما در فضا شرایط متفاوت می باشد. بر طبق قوانین فیزیك، هر كنشی باید واكنشی متقابل و برابر داشته باشد. بدین سبب وقتی فوتون های تابیده شده از خورشید با فضاپیما تماس پیدا می كنند، فضاپیما به صورت بسیار جزئی در خلاف جهت خورشید به حركت درمی آید. انرژی یك فوتون قابل چشم پوشی است اما مجموعه ی زیادی از فوتون ها می توانند فشار درخورتوجهی را تولید كنند.
تصویر مفهومی هنرمند كه یك بادبان خورشیدی را بر فراز زمین نشان داده است بعنوان مثال، با قراردادن صفحه ای آینه مانند، مسطح و بزرگ در مقابل فضاپیما، توان خورشیدیآن را به سمت جلو هدایت می كند. برای جذب و كنترل نور خورشید باید از مصالح قوی و سبك استفاده نمود. به نقل از انجمن سیاره ای، بادبان های خورشیدی می توانند مانند بادبان های عادی در جهت های مختلف حركت كنند. این فناوری نسبت به روش های پیشرانش دیگر دارای یك مزیت است: فضاپیما نیازی به حمل سوخت نخواهد داشت و در عوض می تواند از نور بلاعوض و نامحدود ستاره ها استفاده نماید. فضاپیماهای مجهز به بادبان خورشیدی با دریافت پیوسته ی انرژی خورشید می توانند تا لبه ی منظومه ی شمسی شتاب بگیرند و به سرعت های بالایی برسند كه رسیدن به آن برای راكت های شیمیایی دشوار است. بادبان های خورشیدی را می توان با پرتوهای لیزری گارگانچوایی (هدایت با استفاده نیروی سیاهچاله) هم هدایت كرد. نمونه بادبان های خورشیدی ناسا مفهوم بادبان خورشیدی را در سال ۱۹۷۴ با فضاپیمای مارینر ۱۰ آزمایش كرد كه با هدف بررسی زهره و عطارد پرتاب شد. بعد از آنكه سوخت مارینر به انتها رسید، بخش كنترل ماموریت، جهت صفحات خورشیدی آنرا به شكلی تنظیم كرد كه بتواند پرتوهای خورشیدی را جذب نماید و به حركت خود ادامه دهد. نخستین بادبان خورشیدی ساخت دست انسان كه ماموریت موفقی داشت، كاوشگر ژاپنی ایكاروس (كایت میان سیاره ای شتاب گرفته توسط تابش خورشید) بود. این ربات، بادبان ۱۴ متری خودرا در تاریخ ژوئن ۲۰۱۰ گشود و توانایی كنترل مسیر و تغییر جهت به وسیله ی آنها را اثبات كرد.
ماموریت آزمایشی نانوسیل دی ناسا بادبان خورشیدی از انرژی خورشیدی استفاده می نماید و به سوخت فسیلی نیاز ندارد در همان سال، ناسا ماموریت آزمایشی نانوسیل دی (NanoSail-D) را شروع كرد كه بادبانی الماسی شكل با پهنای سه متر داشت. این كاوشگر، بادبان خودرا در سال ۲۰۱۱ باز كرد؛ به مدت هشت ماه در مدار زمین چرخید و سپس در جو زمین سوخت. ماهواره های كوچك به سبب وزن سبك و فضای اندكی كه برای حمل سوخت دارند، كاندیدهای ایده آلی برای این نوع پیشرانش محسوب می شوند. انجمن سیاره ای در سال ۲۰۱۵، فضاپیمای لایت سیل ۱ را در مدار زمین قرار داد كه مساحت بادبان خورشیدی آن ۳۲ مترمربع (هم اندازه ی رینگ بوكس) بود. باوجود برخی موفقیت ها این ماموریت نقص های كوچكی داشت و درنهایت ارسال سیگنال آن پیش از ورود به جو و چند هفته بعد از پرتاب متوقف گردید. اما انجمن سیاره ای به ماموریت جدید لایت سیل ۲ امیدوار است. این فضاپیما با اندازه ی تقریبی یك قرص نان كه در تاریخ ۴ تیر پرتاب شد، می خواهد نزدیك ترین منظومه ی ستاره ای موسوم به آلفا قنطورس را بررسی كند كه در فاصله ی ۴.۳ سال نوری از زمین قرار گرفته است. سوخت، یكی از ملزومات پرهزینه و سنگین بشمار می رود و اگر لایت سیل ۲ روش توان خورشیدی را ثابت كند، احیانا بتوان سوخت ماموریت های آینده به اعماق منظومه ی شمسی و فراتر از آنرا به وسیله ی فوتون ها یا ذرات نوری خورشید تأمین كرد.
لایت سیل ۲ این تصویر از هلال زمین را در تاریخ ۶ ژوئیه ی ۲۰۱۹، ساعت ۱۲: ۴۱ دقیقه ی بامدادان به وقت محلی و با استفاده از دوربین نصب شده روی پنل های خورشیدی دو وجهی خود ارسال كرد. این عكس هنگام غروب خورشید گرفته شده و خورشید در سمت راست تصویر نمایان است. این تصویر دست كاری نشده و جلوه ی درخشش لنز (lens flare) به سبب پراكندگی نور خورشید در اطراف لنز دوربین به وجود آمده است. دوربین های فیش آی دوگانه ی لایت سیل ۲ از میدان ۱۸۰ درجه ای برخوردار می باشند كه منجر به اعوجاج كمان ها و گوشه ها می شود. ارسال نخستین سیگنال فضاپیمای لایت سیل ۲ در تاریخ ۴ تیر از مركز فضایی كندی فلوریدا با راكت فالكون هوی شركت اسپیس ایكس به فضا پرتاب شد. لایت سیل ۲ در تاریخ ۱۱ تیر با زمین تماس گرفت و انجام مجموعه ای از بررسی ها را شروع كرد تا نشان دهد كه سامانه های فضاپیما طبق انتظار درحال كار هستند. حالا كه لایت سیل ۲ برای آغاز ماموریتش آماده می شود، انجمن سیاره ای ابزار آنلاینی را ساخته است تا همگان از هركجا بتوانند فضاپیما را به صورت زنده ردیابی كنند. ابزار مورد اشاره و وب سایت همراه آن، به صورت پیوسته وضعیت لایت سیل ۲ را هم زمان با چرخش آن به دور زمین نمایش خواهد داد و نمایی كلی را از كاركرد این فضاپیما در اختیار علاقه مندان از سرتاسر دنیا قرار می دهد. اولین پیغام لایت سیل ۲ در تاریخ ۱۱ تیر در دانشگاه ایالتی پلی تكنیك كالیفرنیا در سن لویز اپسیپو دریافت شد. سیگنال های دریافتی لایت سیل ۲ از آنتن رادیویی آن ارسال شدند كه مخابره ی داده ها و علامت تماس را به شكل كد مورس شروع كرد. بروس بتز، مدیر برنامه ی لایت سیل و دانشمند سرپرست انجمن سیاره ای می گوید: بعد از سال ها آماده شدن برای این ماموریت امروز بسیار خوشحال هستیم كه فضاپیمای عملیاتی را هدایت می نماییم. ارسال نخستین تصاویر لایت سیل ۲ روز یكشنبه تاریخ هفتم ژوئیه، نخستین تصاویرش را به زمین ارسال كرد. این تصاویر شامل نماهای سایه ای زمین در حین حركت فضاپیما هنگام غروب خورشید است. پراكندگی نورخورشید در اطراف دوربین ها منجر به ایجاد جلوه ی درخشش لنز شده است. فضاپیمای لایت سیل ۲ مجهز به دو دوربین فیش آی است كه هر كدام از میدان ۱۸۰ درجه ای برخوردار می باشند. درنتیجه تصاویر كمی دارای اعوجاج می شوند.
این تصاویر كم كیفیت داخل لایت سیل ۲ ر پیش از توسعه ی پنل خورشیدی آن نشان می دهند. نمایی كه توسط دو دوربین پنل خورشیدی ثبت شده است. بزرگنمایی تصاویر سه برابر اندازه ی واقعی است. دو تصویر بالا و دو تصویر پائین نمای یكسانی از دوربین ها هستند كه با شرایط نورپردازی متفاوتی ثبت شده اند. كنترل ماموریت لایت سیل ۲، یا داشبورد آن با هر بار ارتباط این ماهواره با زمین به روزرسانی می شود. این داشبورد منبعی غنی از داده ها ازجمله موقعیت ماهواره، مدت زمان اقامت در مدار، سطح باتری، میزان سرعت چرخش و وضعیت بادبان خورشیدی آن است. لایت سیل ۲ بلندپروازانه تر از ماموریت نسل پیشینش است و با استفاده از توان خورشیدی به مانور در فضا و حركت در مدارهای مختلف آن خواهد پرداخت. هر دو فضاپیمای لایت سیل كاملا با سرمایه گذاری شهروندان ساخته شده اند و بیشتر از ۴۰ هزار نفر برای پشتیبانی از این ماموریت و توسعه ی بادبان خورشیدی آن مشاركت كرده اند. میزان سرمایه گذاری ها از ۵ دلار تا بیشتر از ۱ میلیون دلار متغیر است. قدم بعدی لایت سیل ۲ باز كردن بادبان های خورشیدی است. ماهیت انعكاسی بادبان موجب می شود ماهواره از دید ناظران زمینی خصوصاً هنگام طلوع خورشید، قابل رویت باشند. برای افزایش شانس دیدن لایت سیل ۲ و آگاهی از به روزرسانی های مربوط به باز شدن بادبان ها و عبور از منطقه ی موردنظر می توانید به صفحه ی كنترل ماموریت این فضاپیما بازگشت كنید. 2121
منبع: هوا فضا
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب