Bir uzay gemisini uzayda vakumla, burada Dünya'ya yelken açan bir rüzgar gibi itebilecek güneş enerjisiyle çalışan bir yelken düşünün. NASA ve diğer uzay ajansları fikri ciddiye alıyor ve çeşitli prototip teknolojileri üzerinde çalışıyorlar. Edward Montgomory, NASA'da Solar Sail Propulsion'un Teknoloji Bölge Müdürüdür. Glenn araştırma merkezinin Ohio, Sandusky'deki Plum Brook tesisinde 20 metrelik (66 fit) bir yelken test ettiler.
Röportajı dinleyin: NASA Güneş Yelkeni Test Ediyor (3,7 mb)
Veya Podcast'e abone olun: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain - Genel olarak güneş yelkenleri hakkında bilgi verebilir misiniz?
Edward Montgomery - Bu, ajansımızın bir süredir ilgilendiği bir teknolojidir, ancak tarih yüzyılın başında (19'uncu yüzyıl) Fredrick Sander'a kadar uzanır. Daha yakın zamanlarda, bazı özel alanlardaki ilerlemelerin, bunu gerçekten bakmamız gereken bir şey haline getirdiğini bulduk. Son birkaç yıldır ortaya çıkan kompozit malzemeler, örneğin ultra, hafif çubuklardan yapılmış spor ekipmanlarında ve bazı şekillerde malzeme endüstrisi ve entegre devreler alanlarıyla ilgili olan film teknolojisi ve boya katkı maddeleri. Bu alanlar uzayda gossamer benzeri yapılar inşa etmeyi mümkün kıldı ve bunu birkaç yıl öncesine kadar (şimdi) gerçekten yapamadık ve bir kez kütleyi gerçekten düşük hale getirebildiğimizde, biraz hızlanma ve iyi bir itiş gücü elde etmek için çok fazla güç harcamaz.
Işık, uzaydaki alüminyum folyoya nasıl itici güç sağlayabilir?
Bu ışığın sahip olduğu çok etkileyici bir özellik; gerçekten bir kütlesi yok, bu yüzden bir şeyden sıçrayamaz, ama aslında engellerle etkileşime girer; ona ivme kazandırıyor ve bu Einstein tarafından teorize edildi ve bir dizi laboratuvar deneyinde kanıtlandı.
NASA'da şu anda test ettiğiniz teknoloji nedir?
Bir kare yelken olan belirli bir güneş yelken konseptini alıyoruz; 4 bomu var ve bomlar arasında üçgen yelkenler var ve bu sistem nispeten mütevazı boyutta yükleri taşıyacak şekilde tasarlandı: Robotik Bilim yükü. Güneş'in fiziğini ve Dünya ile nasıl etkileşime girdiğini incelemek için iç güneş sistemine yönelik birkaç misyona bakıyoruz.
Yani güneş yelkeninizi konumumuzdan gönderiyorsunuz; Dünya'nın yörüngesine, Güneş'e daha yakın mı? Bana biraz geri geliyor.
Yelkenin üretebileceği itme, güneş ışığının gücü ile orantılıdır ve Güneş'e yaklaştıkça, bu itiş gücü, yaklaştıkça mesafenin karesi olarak yükselir, aslında çok daha fazla çalışır Güneşe verimli bir şekilde yakın. Dış güneş sistemine bakılması planlanan görevler; neredeyse hepsi önce Güneş'e yakın uçan iç güneş sistemine gidip iyi bir destek ve daha sonra dışarı çıkmayı içeriyordu. Ancak baktığımız yakın dönem misyonları, havada asılı kalan misyonlardır; çok hızlı gitmiyorlar. Dünya'nın çekim kuvveti ve Güneş'in Lagrange noktası denilen çekim kuvveti arasında bir denge noktası var ve şu anda bu sitedeki uydular var. Bu özel bir itiş gerektirmez, ancak Güneş'e daha yakın bir noktada oturmak ve havada durmak istiyorsanız (oraya gitmek için), o zaman bazı itme yeteneklerine sahip olmalısınız ve bilim adamlarımız yoğun bir ilgiye sahip olmalı o noktada olmak istemek. Fiziksel mülkün nasıl olduğunu anlamak için Dünya ile Güneş arasında bazı enstrümanlar koymak için bunun nasıl avantajlı bir yer olabileceğini hayal edebilirsiniz.
Tamam, anlıyorum; Güneş'in bir hayranıydı ve yelkeniniz vardı ve Güneş'in enerjisinden çıkan gücün noktada güneş yelkeni tutmak için mükemmel dengelendiği noktaya kadar Güneş'e doğru sürüklenmesine izin veriyorsunuz. Daha ileri gitmeyecek ya da yaklaşmayacak.
Sağ. Bu doğru.
Eğer bu kadar yakınlaşabilir ve istasyon tutabiliyorsanız ne tür deneyler yapmak istersiniz?
Ben bir itme mühendisiyim, araştırma bilimcisi değil; tam olarak ne çalıştıklarını açıklamak için çok daha iyi bir iş yapabilirler, ancak üzerine koymayı planladıkları bazı araçlar manyetosferi ölçer, ilerledikçe yüksek enerji parçacıklarını ölçer. Özellikle ilgi çekici olan, koronal kitle enjeksiyonlarını algılamaktır; bunlar Güneş'te meydana gelen, Dünya'ya ulaştıklarında iletişimlerimizi gerçekten bozabilecek ve hassas elektronik ekipmanlara zarar verebilecek ve yok edebilecekleri büyük parlama olaylarıdır. 1986'da böyle bir parlama sadece Kuzey Amerika'da birkaç milyon dolar hasara neden oldu, bu yüzden bu olayları meydana geldiğinde tahmin edebilmek istiyoruz ve yeterli uyarı süremiz varsa, ekipmanımızı kapatabilir veya belirli koşullarda saklayabiliriz. incinmekten dolayı koronal kitle ejeksiyonunun ne zaman geldiğini bilmek önemlidir.
Dış güneş sistemini keşfedebilmek için gelecek bu teknoloji için ne yapabilirdi?
Bu iyi bir nokta. Daha önce de belirttiğim gibi, bu koronal kitle atımları astronotlarımıza da çok zararlı olabilir, bu yüzden NASA yakın gelecekte çok fazla tartışılan Ay ve Mars'a geri dönmeye bakıyor. Bu olayların (koronal kitle enjeksiyonları) ne zaman gerçekleştiğini tahmin edebilmeliyiz, böylece astronotlarımız bu olaylardan güvenli cennetler elde edebilir, bu yüzden muhtemelen bu uyarı uydularını ayın ve marsların yakınında ve muhtemelen etrafında Bunu yaparken bir uyarı için güneş sistemi. (Bundan sonra) nihayetinde gelecekte Güneş sistemimizin Pluto yörüngesinin dışındaki yapısını, özellikle Heliopause'yi anlamak istemeye yoğun bir ilgi var, şimdi Voyager uzay aracı bu bölgeye yeni girdi; oraya geri dönen bazı ilginç sonuçlar oldu; ve o uzay bölgesinde bilmek istediğimiz çok şey var. Bunun ötesinde, Oort Bulutu denilen bir şey, sözde kuyruklu yıldızların çoğunun hayatlarının çoğunu yaşadığı, ancak bazen Güneş'e geldiği alan alanı. Yani yapılması gereken biraz bilim var; güneş sisteminin kenarlarının hemen ötesinde gözlem ve keşif.
Bir güneş yelkeni inşa etmede, şu anda üzerinde çalıştığınız dış güneş sistemine girebilecek farklı bir şey var mı?
Olmasına gerek yok. Bu koronal kitle ejeksiyon sinyallerini yapmak için izlediğimiz teknolojiyi alabilir ve bu yelkeni bir göreve gönderebilirsiniz. Sorun şu ki, bu Oort Bulutlarına ve Heliopause'a çıkmak çok daha uzun sürecek. Aynı miktarda alan için bir büyüklük veya ağırlığın onda biri olan bir yelken inşa edebilirsek; eğer 10 kez daha iyi yaparsanız, aynı görevi yarı zamanda yapabiliriz, bu yüzden bu görevi gerçekten düşünmeye başlamak için, gerçekten yapmak ve yaşamımız boyunca yapmak için daha yüksek performanslı yelkenler inşa etmek isteyeceğiz, eğer istersen.
Test ettiğiniz prototip ve gelecek planlarınızla şu anki zaman dilimi nedir?
Bu şu anda ajansta çok fazla çalışmanın olduğu bir şey; bilhassa, bilim önceliklerinin ne olduğunu karşılayan ve belirleyen ve yelkenlerin hazır olması gerektiği zamana ihtiyaç duyan bir bilim danışma komitesi vardır. Hazır olduğunda…, son 3 yıldır Plumbrook'ta yapılan bu testlerle sonuçlanan, simüle edilmiş bir uzay ortamında bir güneş yelkeni tasarlamak ve işletmek için elimizden gelenin en iyisini yapmaktır. Bir sonraki adım uzaya gitmek ve bu önemli bir adım olacak. Güneş yelkeninden bir uçuşumuz olmalı ve uzayda nasıl işlediğini görmeliyiz: yelkenin yapısı üzerindeki yükler, burada olduğundan çok daha az. Yerçekimi yelkenlere Güneş'in yaptıklarından 4000 kat daha fazla yük bindirir. Yani gerçekten gerçek bir ortam uzayda ve onu test etmek için (yelken) almak zorundayız. Bu tür bir şey yapmak için 3-5 yıl daha ve sonra bir bilim misyonuna aşılanmaya hazır olacak; 3-5 yıllık nominal uzay misyonu planlama ve geliştirme aşaması. Bu yüzden, önümüzdeki on yıl içinde, kesinlikle, bir güneş yelkeninin uçmasını bekliyorum.
