LightSail 2 פרסה את מפרש השמש לפני חמישה חודשים והיא עדיין מקיפה את כדור הארץ. זו הדגמה מוצלחת של הפוטנציאל של חללית מפרש סולארית. כעת צוות LightSail 2 בחברה הפלנטרית פרסם מאמר ובו התווה את ממצאי המשימה עד כה.
הרעיון של מפרש סולארי קיים כבר זמן מה, כל הדרך חזרה לג'והנס קפלר, למעשה. בשנת 1607 השביט של האלי חלף מעל פניו, וקפלר הבחין כיצד זנבו של השביט זורם מהשמש. הוא חשב, נכון שהתברר, שאור השמש היה אחראי. במכתב לגלילאו שהוא דבר מפורסם בחוגי האסטרונומיה, אמר קפלר, "ספק אוניות או מפרשים המותאמים לבריכות השמימיות, ויהיו כאלה שאמיצים אפילו את החלל הזה." די מגניב.
מובן שלא הייתה קפלר דרך לדעת עד כמה הוא צדק. אבל עכשיו, בזכות החברה הפלנטרית ואחרים, אנו עושים זאת.
האגודה הפלנטרית היא חלוצה בתחום שיט השמש. LightSail 2 הוא למעשה חללית המפרש השמשית השלישית שלהם, בעקבות דרכה של LightSail 1, ומבשרם המקורי לקוסמוס 1, שלא הגיע למסלול כאשר רקטת השיגור שלו נכשלה. חללית מפרש סולארית שלישית, הנקראת LightSail 3, תגיע לנקודת הסיבוב Sun-Earth L1 אם הכל מסתדר כשורה.
כאחת החלליות המפרשיות הסולאריות הראשונות, LightSail 2 מלמדת אותנו שיעורים יקרי ערך אודות הפוטנציאל והמגבלות של שיט סולארי. ב -10 בינואר פרסמה האגודה הפלנטרית מאמר ובו התייחסו כמה מאותם שיעורים. העיתון נקרא "מסלול מסלול ויחס של חללית השמש של מפרש ה- LightSail 2."
LightSail 2 נכנע לאט לאט לגרור, ומתקרב לכדור הארץ. כשהיא נפרסת, דוגמנות מסלולית חזו כי היא תיפול לכדור הארץ כשנה לאחר פרישת מפרשיה. אבל החללית נמצאת במסלול כדור הארץ הגבוה בכ 720 ק"מ (447 מיילים), הרבה יותר גבוהה מלוויינים וחלליות אחרות כמו תחנת החלל הבינלאומית, שעוברת סביב 400 ק"מ (249 מיילים).
ישנם נתונים מעטים יחסית על צפיפות האטמוספירה בגובה זה ועל התפרקות מסלול מסלול, כך שהתחזית לשנה אחת לא הייתה מדויקת. אך בזכות LightSail 2, אנו יודעים כעת כי גרירה אטמוספרית בגובה זה חזקה דיה בכדי למשוך את LightSail 2 לכיוון כדור הארץ. אחת הסיבות לכך היא שהחללית אינה תמיד הפלגה סולארית.
במהלך כל מסלול של 100 דקות, LightSail 2 מבלה רק כ -28 דקות בלכידת פוטונים סולאריים, וזאת הפעם היחידה שהיא יכולה לשנות את מסלול ההליכה. שאר הזמן מבלה בליקוי חמה, נע ישירות לעבר השמש או התאמת האוריינטציה שלו. 28 דקות של זמן שייט בפועל אינן מספיקות כדי לנטרל לחלוטין את הגרר האטמוספרי.
זה רק אחד הדברים שהחברה הפלנטרית למדה מפרויקט LightSail 2 שלהם. אך בתוך המסלול הללו ישנם משתנים אחרים.
הצוות השווה את הביצועים של LightSail 2 כאשר היה מכוון באופן אקראי לעומת כאשר היה מכוון באופן פעיל לשייט סולארי. הם גילו שכאשר החללית הייתה מכוונת באקראי, ציר המסלול העיקרי של מסלולו צנח ב -34.5 מטרים ליום. כשהוא היה מכוון באופן פעיל, אותו מדד התכווץ רק ב -19.9 מטרים ליום. אבל יש הרבה שונות במסלולו, ולפעמים החללית הזעירה הגדילה את מסלולו ב -7.5 מטרים ליום.
הסרטון מציג מסלול אחד בודד עבור LightSail 2. שימו לב לקווים האדומים והכחולים המונחים על החללית. הקו האדום מראה את כיוון השמש, והקו הכחול הוא כיוון השדה המגנטי המקומי. כאשר מתקרבים לשמש, החללית נוצה את מפרשיה, וכאשר היא מפליגה באופן פעיל היא מפנה את מפרשיה לתפוס את פוטוני השמש. זווית השמש ל- z משתנה מכ- 90 מעלות לכ- 0 מעלות.
באופן כללי, שיט סולארי אינו יכול להתגבר על גרור אטמוספרי, אך לא לשם כך תוכנן החללית האמיתית. הפוטנציאל שלהם טמון בנסיעות בין-כוכביות, נטולות אטמוספרות והשפעות ליקוי כדור הארץ. החללית NEA Scout (Near Earth Asteroid Scout) של נאס"א תבלה שנתיים תחת הנעה של מפרש סולארי כדי להגיע לאסטרואיד, אם כי היא תקבל דחיפה של הנעה ראשונית מדחפי גז קר.
האפוגיה והפרגיה של LightSail 2 רוכבים על אופניים למעלה ולמטה במהלך חמשת החודשים שחלפו מאז פריסתה. מיד לאחר הפריסה העלתה החללית את האפוגי שלה והפכה אותה לחללית המפרש השמשית הראשונה שעשתה זאת. במקביל, הדבידה פחתה. הוא חווה היפוך של המגמה בסוף אוקטובר, והיפוך בדצמבר.
ישנן כמה סיבות לכך שהמסלול עובר את המחזורים הללו. ראשית, כדור הארץ הוא כדור שכיח, לא כדור. המשמעות היא שקוטרו בקו המשווה הוא כ- 42 ק"מ גדולים יותר מאשר בקטבים. זה הופך את החללית לחווית הכרחיות, או הובלות.
הסיבה השנייה למחזורי האפוגי / הדור של LightSail 2 היא מסלול כדור הארץ סביב השמש. תנועה זו משנה את הזווית בין השמש לתנוחות האפוגי והפרגית של החללית.
LightSail 2 הוא חללית הדגמה נהדרת, אך יש לה מגבלות. אחד כזה הוא גלגל המומנטום היחיד שלו. החללית משתמשת בגלגל זה בכדי לכוון את עצמו במקביל או בניצב לקרני השמש, תלוי אם הנוצות שלו מפרש או להפליג באופן פעיל. בתחילה, צוות היבשה עשה זאת באופן ידני, מה שלא היה יעיל. כעת הם אוטומצו את התהליך והחללית מתפקדת טוב יותר כתוצאה מכך.
אך לאורך כל התהליך הזה, הצוות לקח את אחד השיעורים החשובים שלהם. שינויים תכופים בכיוון המפרש מעניקים תנופה משמעותית לחללית. אחד האתגרים הטכניים העיקריים הוא ניהול המומנטום הזה.
שיעור נוסף כולל כוח סולארי. מפרש השמש מיועד אך ורק לשיט סולארי. ל- LightSail 2 כמה לוחות סולאריים קטנים מאוד המספקים את צרכי הכוח הדלים של החללית.
התכנון הראשוני שלו קרא לפאנלים סולאריים קטנים משני צידי המלאכה, אך הפאנלים של הצד האחד הוסרו כדי להתאים למראות מיוחדות הנדרשות לטווח לייזר למציאת המרחק המדויק מכדור הארץ. אבל עכשיו כשיש כוח סולרי רק מצד אחד, לפעמים לוחות אלה מוצלים על ידי המפרשים. זה מוביל ל brownouts. הצוות הצליח לעקוף את זה במידה מסוימת על ידי ניהול צריכת הכוח של החללית ומצב בקרת הגישה שלה. אבל זה שיעור טוב לחלליות מפרש סולאריות עתידיות.
צוות LightSail 2 הוסיף גם מצב נוסף לחללית שאותה הם מכנים מצב מצביעה.
מצב כיוון השמש ישמור על מפרש השמש של החללית פונה אל השמש לאורך כל מסלולו. זה יגביל את הכיוון מחדש של החללית כדי להפחית את ההשפעה של שינויי כיוון תכופים שמקנים תנופה בעייתית לחללית על ידי גלגל המומנטום. זה גם עוזר לטעינה של סוללות על ידי תאים סולאריים, אם כי זה לא יפחית את ההתפרקות המסלולית.
המצב החדש יעזור גם ברמת הצבעה של החללית, ויעניק לו גישה התחלתית עקבית יותר לתמרוני דחף / כיבוי.
האגודה הפלנטרית מתכוונת לעקוב מקרוב אחר התפרקות מסלולית החללית כדי לבדוק איזו השפעה יש למפרשים עצמם. זה נועד בעיקר לצוותים אחרים שלומדים כיצד ניתן להשתמש במפרשי גרירה לניתוב מכוון של חלליות.
הם גם ימשיכו לצלם. הסיבה העיקרית לתמונות היא לפקח על מצב המפרשים, אך גם הם סוכריות עיניים נחמדות.
תוכלו ללמוד עוד על LightSail 2 באתר של האגודה הפלנטרית. הם חברה ללא מטרות רווח, כך שתוכלו להצטרף אם תרצו להיות חלק מהמשימה שלהם. זוהי דרך נהדרת עבור אזרחים לתרום.
יותר:
- הודעה לעיתונות: הנה מה שלמדנו עד כה מ- LightSail 2
- דוח מלא: ביצועי מסלול ויחס של חללית המפרש של ה- LightSail 2
- החברה הפלנטרית: סיפורו של LightSail, חלק 1
