דמיין מפרש המונע על ידי השמש שיכול להניע כלי שיט בחלל החלל בוואקום של החלל כמו רוח המניעה מפרש כאן על פני כדור הארץ. נאס"א וסוכנויות חלל אחרות לוקחות את הרעיון ברצינות ועובדות על טכנולוגיות אב-טיפוס שונות. אדוארד מונטגומורי הוא מנהל תחום הטכנולוגיה של הנעת מפרש סולארי בנאס"א. הם בדיוק בדקו מפרש בגובה 20 מטר במתקן Plum Brook במרכז המחקר Glenn בסנדוסקי, אוהיו.
האזינו לראיון: נאס"א בודקת מפרש סולרי (3.7 מ"ט)
או הירשם לפודקאסט: universetoday.com/audio.xml
פרייזר קיין - האם אתה יכול לתת לי קצת רקע על מפרשי שמש באופן כללי?
אדוארד מונטגומרי - זוהי טכנולוגיה שהסוכנות שלנו מעוניינת בה כבר תקופה, אך ההיסטוריה חוזרת כמה מאות שנים לפרדריק סנדר בסוף המאה (ה -19). בתקופה האחרונה יותר, מצאנו שההתקדמות בכמה אזורים מסוימים הפכה את זה למשהו שאנחנו באמת צריכים לבדוק. החומרים המורכבים שיוצאים בשנתיים האחרונות, כגון ציוד ספורט העשוי ממוטות אולטרה-קלים וטכנולוגיית סרטים, שבמובנים מסוימים קשורים לתעשיית החומרים ולתחומי מעגלים משולבים, למשל תוספי צבע. שדות אלה אפשרו לבנות מבנים בחלל דמויי גוסמר ומעולם לא הצלחנו לעשות זאת עד כמה עשורים לפני כן (עכשיו) ופעם אתה יכול להוריד את סוג המסה ממש נמוך, אז זה לא לוקח הרבה כוח בכדי להאצת קצת והנעה טובה מתוכו.
איך האור יכול לספק הנעה לסכל אלומיניום בחלל?
זה מאפיין מאוד מרתק שיש לאור; אין לו ממש מסה, כך שהוא לא יכול להקפיץ משהו, אבל למעשה הוא מתקשר עם חסימות; זה מקנה לו תנופה וזה איינשטיין תיאוריה וזה הוכח במספר ניסויים במעבדה.
מה הטכנולוגיה שאתה בודק בנאס"א כרגע?
אנו נוקטים במושג מפרש סולארי מסוים שהוא מפרש מרובע; יש לו 4 בומים שיוצאים ובין הבומים הם מפרשים משולשים והמערכת הזו מיועדת לשאת עומסים שהם יחסית צנועים בגודלם: עומס המשא של רובוטי. אנו בוחנים כמה משימות למערכת השמש הפנימית כדי ללמוד את הפיזיקה של השמש וכיצד היא מתקשרת עם כדור הארץ.
אז היית שולח את מפרש השמש שלך מעמדתנו; מסלול כדור הארץ, קרוב יותר לשמש? נשמע לי סוג של הפוך.
ובכן, הדחף שהמפרש יכול לייצר פרופורציונאלי לחוזק אור השמש וככל שמתקרבים לשמש, כוחה של ההנעה ההיא עולה בכיכר המרחק ככל שמתקרבים, כך למעשה, זה עובד הרבה יותר בצורה קרובה לשמש. המשימות שתוכננו להסתכל על מערכת השמש החיצונית; כמעט כולם היו מעורבים קודם ללכת למערכת השמש הפנימית שטסה קרוב לשמש ולקבל דחיפה טובה ואז לצאת. אך המשימות לטווח הקרוב שאנו בוחנים הן משימות המרחפות; הם לא הולכים ממש מהר. יש נקודת איזון בין משיכת הכבידה של כדור הארץ למשיכת הכבידה של השמש הנקראת נקודת לגראנז ', ויש לנו לוויינים שמאתרים שם עכשיו. זה לא מצריך הנעה מסוימת, אבל אם אתה רוצה לשבת ולהרחף בנקודה מסוימת קרוב יותר לשמש (כדי להגיע) לנקודה הספציפית הזו בחלל, אתה צריך שיהיה לך כמה יכולות הנעה ולמדענים שלנו יש אינטרס אינטנסיבי ברצון להיות בנקודה ההיא. אתה יכול לדמיין איך זה יכול להיות מקום יתרון להכניס כמה מכשירים בין כדור הארץ לשמש כדי להבין איך זה המאפיין הפיזי.
אוקיי, אז אני מבין; זה היה כאילו השמש הייתה מניפה והיה לך את המפרש שלך ואתה נותן לו לרדת אל עבר השמש עד כדי כך שכוח האנרגיה של השמש היוצאת ממנו מאוזן לחלוטין להחזיק את מפרש השמש בנקודה. זה לא ילך ויתקרב יותר.
ימין. זה נכון.
אילו ניסויים הייתם מעוניינים לעשות אם הייתם יכולים להתקרב כל כך ולהיות מסוגלים לשמור על התחנה?
אני מהנדס הנעה, לא מדען מחקר; הם יכולים לעשות עבודה טובה בהרבה כדי להסביר מה בדיוק הם לומדים, אבל חלק מהמכשירים שהם מתכננים להניח עליו מודדים את המגנטוספרה, הם מודדים חלקיקי אנרגיה גבוהה ככל שהם עוברים. מעניין במיוחד היא חישה של פליטות המוניות כליליות; אלה אירועי ההתלקחות הגדולים שקורים בשמש, שברגע שהם מגיעים לכדור הארץ באמת יכולים לשבש את התקשורת שלנו והם למעשה יכולים לפגוע ולהשמיד ציוד אלקטרוני רגיש. התלקחות כזו בשנת 1986 גרמה לנזק של כמה מיליוני דולרים בצפון אמריקה בלבד, לכן אנו רוצים שנוכל לחזות את אותם אירועים כאשר הם מתרחשים, ואם יהיה לנו מספיק זמן אזהרה, אנו יכולים לכבות את הציוד שלנו או בתנאים מסוימים, לשמור אותם מלהיפגע ולכן חשוב לדעת מתי מגיעה פליטה של המסה כלילית.
מה יכול העתיד לקיים עבור טכנולוגיה זו, עם היכולת לחקור את מערכת השמש החיצונית?
ובכן, זו נקודה טובה. כפי שציינתי זה עתה, גם פליטות ההמונים הכליליות יכולות להזיק מאוד לאסטרונאוטים שלנו ולכן נאס"א מחפשת בעתיד הקרוב לחזור לירח ולמאדים עליהם דנו רבות. נצטרך להיות מסוגלים לחזות מתי האירועים האלה (פליטות המונית כלילית) יתרחשו כך שהאסטרונאוטים שלנו יוכלו להגיע למקלטים בטוחים מאותם אירועים, כך שנצטרך כנראה לווייני האזהרה הללו להיות ממוקמים בסמוך לירח ומאדים ואולי מסביב מערכת השמש לאזהרה בכך. (אחרי זה) בסופו של דבר בעתיד יש אינטרס אינטנסיבי לרצות להבין את מבנה מערכת השמש שלנו מחוץ למסלולו של פלוטו, ובמיוחד בהליופוזה, כעת מלאכת החלל וויאג'ר בדיוק נכנסה לאזור זה; היו כמה תוצאות מעניינות שחזרו לשם; ויש הרבה דברים שאנחנו רוצים לדעת עליהם באזור ההוא. רק מעבר לזה הוא משהו שנקרא ענן אוורט שהוא כביכול אזור החלל בו הרבה מהשביטים שאנו רואים חיים רוב חייהם, אך מדי פעם הם נכנסים לשמש. אז יש לא מעט מדע; התבוננות וחקירה ממש מעבר לקצוות מערכת השמש.
האם משהו היה שונה בבניית מפרש סולארי שיכול לצאת אל מערכת השמש החיצונית ואז על מה אתה עובד כרגע?
זה לא חייב להיות. אתה יכול לקחת את הטכנולוגיה אותה אנו רודפים כעת בכדי לעשות את האותות להזרקת המסה הכלילית ואתה יכול לשלוח את המפרש למשימה. הבעיה היא שזה ייקח או יותר להגיע לאותם ענני אוורט ויוצאים אל הליופוזה. אם נוכל לבנות מפרש שהוא בסדר גודל או עשירית מהמשקל עבור אותה כמות שטח; זה מבצע פי 10 יותר טוב אם תרצו, אז נוכל לבצע אותה משימה במחצית הזמן, כך שבאמת להתחיל לשקול את המשימה הזו, נרצה לבנות מפרשים עם ביצועים גבוהים יותר כדי באמת לעשות זאת ולעשות זאת במהלך חיינו, אם אתה.
מה מסגרת הזמן בהמשך עם האב-טיפוס שאתה בודק והתוכניות העתידיות שלך?
זה משהו שיש הרבה לימודים בסוכנות כרגע; במיוחד יש ועדה מייעצת למדע שנכנסת וקובעת מהן סדרי העדיפויות המדעיים שלה ותקבע את תאריך הצורך למפרשים צריכים להיות מוכנים. כשזה יכול להיות מוכן ... ובכן, מה שעשינו בשלוש השנים האחרונות שהגיעו לשיאים במבחנים האלה ב Plumbrook זה לעשות את המיטב שאנחנו יכולים בשטח כדי לתכנן ולהפעיל מפרש סולארי בסביבת חלל מדומה. השלב הבא הוא לעלות לחלל וזה הולך להיות צעד חשוב. אנחנו באמת צריכים לטוס מפרש השמש ולראות איך הוא פועל בחלל: העומסים על מבנה המפרש הם הרבה, הרבה פחות ממה שהם כאן על הקרקע. כוח המשיכה מטיל עומס על המפרשים גבוה פי 4000 ממה שהשמש תעשה. אז סביבה אמיתית באמת נמצאת בחלל ואנחנו צריכים לקחת את זה (המפרש) כדי לבדוק את זה. זה עוד 3-5 שנים לעשות דברים כאלה, ואז זה יהיה מוכן להחדיר למשימה מדעית; שלב 3-5 שנים של תכנון ופיתוח ייעוד חללי נומינלי. אז, בעשור הבא, בהחלט, אני מצפה לראות מפרש סולארי טס.
