NASA qabaqcıl günəş yelkənləri üzrə tədqiqatları maliyyələşdirəcək

Yerin və Ayın orbitində düzlənmiş çadır kimi böyük kvadrat.

Rəssamın Yerdən ayrılan günəş yelkəni konsepsiyası. İnkişaf etdirilən yeni günəş yelkəni metamateriallardan istifadə edə bilər -metamənası yunan sözündəndirkənarda– əvvəlki dizaynlardan daha güclü olmaq və daha çox enerji sərf etmək. Şəkil NASA vasitəsilə.


Günəş sistemi boyunca və ya hətta ondan kənarda səyahət etməyin ən yaxşı yolu nədir? Adi raketlər, əlbəttə ki, artıq onilliklərdir istifadə olunur, lakin hansı alternativlər var? Artıq bəzi həvəsləndirici test nəticələrinin görüldüyü romantik bir ehtimaldırgünəş yelkənləri. Günəş yelkənli kosmik gəmi böyük, nazik 'yelkənlər' və ya istifadə edən membranları özündə birləşdirirgünəş radiasiya təzyiqi- günəş işığının qarşılaşdığı hər şeyə bir dəqiqəlik təzyiqi - gəmini irəli sürmək üçün. Texnika köhnə yelkənli gəmilərin okeanlarda səyahət etmək üçün küləkdən istifadə etmə üsulunu xatırladır.

İndi NASA günəş yelkənləri üçün yeni konsepsiyanı maliyyələşdirirdiffraktivİndiyə qədər istifadə edilən texnika kimi əks etdirən yelkənlər yerinə yelkənlər. kimielan etdiRochester Texnologiya İnstitutu tərəfindən (SÜRMƏK) 24 aprel 2019-cu ildə NASA professor təqdim edirQrover SvartslanderNASA İnnovativ Qabaqcıl Konseptləri vasitəsilə II Faza mükafatı (NIAC) növbəti iki il ərzində diffraktiv günəş yelkənlərinin mümkünlüyünü araşdırmaq proqramı. Faza II üzrə mükafatlar iki illik təhsil üçün 500.000 dollar dəyərində ola bilər, Faza I üçün isə 125.000 dollar. Swartzlanderin dediyi kimi:


Biz böyük, nazik yelkənli membranlarda günəş radiasiyasının təzyiqindən istifadə edən yeni kosmik səyahət dövrünə başlayırıq. Son 100 ildə ənənəvi fikir, nazik bir polimer üzərində metal örtük kimi əks etdirən yelkəndən istifadə etmək olub və siz onu kosmosda açırsınız, lakin siz difraksiya qanununa əsaslanan bir qüvvə də əldə edə bilərsiniz. Yansıtıcı yelkənlə müqayisədə, biz düşünürük ki, difraksion yelkən daha səmərəli ola bilər və günəşin istiliyinə daha yaxşı dözə bilər. Bu yelkənlər şəffafdır, ona görə də günəşdən çoxlu istiliyi qəbul etməyəcəklər və bizdə metal səthdə olduğu kimi istilik idarəetmə problemi olmayacaq.

Böyük TV ekranında işıq spektrinin diaqramına işarə edən mikrofonlu adam.

RIT-dən Grover Swartzlander keçən ay Çikaqo Elm və Sənaye Muzeyində NASA Inventive Genius mühazirə silsiləsində difraksiyalı günəş yelkənləri ilə bağlı işini müzakirə etdi. Şəkil vasitəsiləJ.B.Spektor/Elm və Sənaye Muzeyi (MSI).

Bir çox konsentrik qırmızı dairələr, daxili daha parlaq, xaricə doğru solur.

Başqa bir boşqabda kiçik dairəvi diyaframdan keçdikdən sonra lövhədə hazırlanmış qırmızı lazer şüasının difraksiya nümunəsi. Şəkil vasitəsiləWikipedia/Wisky/CC BY-SA 3.0.

Indifraksiya, dalğa (işıq və ya başqa cür) obyektin və ya maneənin ətrafında bir qədər əyilmişdir – və ya çuxurdan keçir.diyafram– əksdə olduğu kimi sadəcə obyektdən sıçramaq əvəzinə. Bir nümunə ümumi CD-dir. Diskdə bir-birinə yaxın olan yivlər bir funksiyanı yerinə yetirirdifraksiya barmaqlığıdiskə baxarkən görünə bilən göy qurşağı effekti yaradır. Kredit kartındakı holoqram başqa bir nümunədir.




Swartzlander-in inkişaf etdirmək istədiyi günəş yelkənləri, optik filmlərdən istifadə etməklə oxşar nəticə əldə edəcək.metamateriallar, ağıllı materiallar kimi də tanınır. Bunlar, həmin materialların təbii olaraq meydana gələn versiyalarında olmayan təkmil xüsusiyyətlərə malik olmaq üçün hazırlanmış materiallardır. Bu, təkcə yelkənlərin kütləsini azaltmayacaq, həm də yelkənlər istifadə edəcəkelektro-optik lazer şüasının sükanımexaniki sükan yerinə. Bu həm də yelkənləri daha səmərəli və qırılmaya daha az həssas edərdi. Günəş yelkənində metamateriallar günəş enerjisini difraksiya ızgaraları strukturlarında tutmaq üçün istifadə edilə bilər ki, bu dadaha çox enerji yığılmalıdıreyni miqdarda işıqdan.

Yer ətrafında orbitdə göy qurşağı rəngləri ilə parıldayan günəş yelkənləri, arxa planda günəş.

Diffraktiv işıq yelkəninin daha bədii ifası. Şəkil NASA vasitəsilə.

Günəş yelkənlərindən istifadə edərək kosmik gəmi hara səyahət edə bilər? İlkin addım olaraq, Swartzlander ev ulduzumuzun 360 dərəcə görünüşünə nail olmaq üçün günəş ətrafında yerləşmiş bir donanma nəzərdə tutur, əvvəllər heç vaxt görülməmiş bir şey. Günəşin istiliyinə adi günəş yelkənlərindən daha yaxşı dözə bildikləri üçün onları hətta günəşin qütblərinin yaxınlığında da yerləşdirmək olardı. Swartzlander növbəti beş il ərzində nümayiş missiyasına ümid edir:

Milli Elmlər Akademiyası davamlı olaraq günəşin fizikasını anlamağa kömək edəcək daha çox missiya tələb edir və bu, bunun mühüm bir hissəsi ola bilər.


Hal-hazırda,Parker Günəş zondu, mürəkkəb, lakin hələ də 'köhnə məktəb' növü olan robot zond, günəş ətrafında bir sıra orbitlər edir və hər orbitlə yaxınlaşır. O, günəşə əvvəlki hər hansı digər kosmik gəmidən daha yaxın yaxınlaşacaq, lakin hələ də sadəcə olaraq məhdudlaşacaqNecəbağlaya bilər.

Hazırlanan bu yeni günəş yelkəni Günəşə Parker Günəş Zondundan daha da yaxınlaşa və orada daha uzun müddət qala bilər ki, bu da ulduzumuzu daha ətraflı öyrənmək üçün heç vaxt mümkün olmadığı qədər unikal fürsətdir.

Günəş yelkən texnologiyasıdıryalnız birNASA-nın sərmayə qoyduğu 18 yeni “potensial inqilabi kosmik texnologiya konsepsiyası”.SmartSuit, yumşaq robotlar, özünü sağaldan dəri və ekstremal mühitlərdə nəqliyyatdankənar fəaliyyət üçün məlumatların toplanması ilə ağıllı skafandr dizaynı vəUlduzlararası Fly-by üçün güc, ulduzlararası missiyaları təmin etmək üçün ultra miniatür zondlardan yeni güc yığımı növü.

Parker Solar Probe kosmik gəmisi ləkələr və qabarıqlıqlarla günəşə yaxındır.

NASA-nın Parker Solar Probe hazırda günəşin yaxın orbitlərini edir, lakin nəzərdə tutulan yeni günəş yelkəni daha da yaxınlaşa bilər. Şəkil NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben vasitəsilə.


görəJim Reuter, NASA-nın Kosmik Texnologiyalar Missiyası Direktorluğunun köməkçi administratoru vəzifəsini icra edən:

NIAC proqramımız inqilabi texnologiyalara sərmayə qoymaqla gələcək NASA missiyalarını dəyişdirə biləcək uzaqgörən ideyaları inkişaf etdirir. Biz Amerikanın yenilikçilərinə ümid edirik ki, yeni texnologiya ilə kosmosun tədqiqinin sərhədlərini genişləndirməkdə bizə kömək etsinlər.

NIAC konsepsiyaları olmasa da, qabaqcıl ideyalardırdauzaqda. kimiCeyson Derlet, NIAC proqramının icraçısı dedi:

NIAC elmi fantastikanın kənarına getmək haqqındadır, lakin bitməmişdir. Biz günəş sistemi daxilində və onun hüdudlarından kənarda araşdırmalarımızı dəyişdirə biləcək yüksək təsirli texnologiya konsepsiyalarını dəstəkləyirik.

Əgər bu yeni günəş yelkən texnologiyaları reallığa çevrilsə, onlar Günəş sistemindəki planetlərin, ayların və digər cisimlərin robotik kəşfiyyatında inqilab etməyə kömək edə bilər və bəlkə də bir gün başqa bir ulduza daha cəsarətli səyahət edə bilər.

Nəticə: Hazırda sınaqdan keçirilən yeni difraksiya texnologiyası günəş yelkənli zondlarında inqilab yarada bilər, hətta günəşə yaxın olanda belə onları daha güclü və səmərəli edir.

Rochester Texnologiya İnstitutu vasitəsilə