היכן אתה יכול לטייל בחלל תלוי בכמה חומרי הדלק יש לך על הרקטה שלך ובאופן יעיל אתה יכול להשתמש בה. אתה רק צריך לתפוס אותם.
וכרגע, החללית החדשה של החברה הפלנטרית LightSail 2 בודקת עד כמה היא תעבוד.
מפרשי שמש הם רעיון גאוני שנחשבה לראשונה על ידי יוהנס קפלר בשנות ה -16 של המאה העשרים, כפי שדמיין שאפשר להתאים מפרשים ואוניות לנסיעה בחלל. כמובן שהוא עדיין לא הבין לגמרי את הפיזיקה המעורבת.
אך עם תגליות עיקריות בפיזיקת החלקיקים ומכניקת הקוונטים בראשית המאה העשרים, מדענים הבינו כי האור עצמו יכול להתנהג כמו רוח המכהה מפרש בחלל.
למרות שלפוטונים אין מסה, הם יכולים להקנות מומנטום כשהם מקפצים מעל משטח רפלקטיבי ביותר - זהו מפרש קל. זה לא הרבה, אבל בוואקום של החלל, אין עמידות אוויר להאט את המפרש. עם מספיק פוטונים, ומספיק זמן, מפרש קל יכול להאיץ למהירויות גבוהות להפליא.
בעזרת רקטה כימית אתה יכול להמיר את כל המסה של היקום הנצפה לדלק רקטות ולא תשיג חללית קטנה שתעבור מהר יותר מ- 0.2% ממהירות האור. אבל מפרש קל יכול תיאורטי להביא אותך למהירויות יחסיות, לנסוע מכוכב לכוכב בחיים אנושיים.
מכיוון שמונע חינם ללא הגבלה מגיע מהשמש, ומהירות עצומה אפשרית, מדוע אין מפרשי שמש בכל מקום?
שאלה טובה.
זו שאלה שהאגודה הפלנטרית אובססיבית לה כבר שנים, והם סוף סוף השיקו מפרש סולארי אמיתי כדי לנסות להבין עד כמה הם עובדים באמת.
עוד בשנת 2005 הם ניסו לשגר את המפרש הסולארי הראשון בעולם, Cosmos 1, אך כישלון טילים הרס אותו. לאחר מכן הם חזרו לעבודה, ופיתחו את LightSail 1 שהושק בשנת 2015 ובדק בהצלחה את פריסת מפרש השמש שלהם בחלל.
ולבסוף, בשנת 2019, החברה הפלנטרית הייתה מוכנה לנסות להפליג בחלל.
ב- 25 ביוני, 2019, פיצוץ כבד SpaceX פוצץ מכף קיינברל בפלורידה כשהוא נושא 24 חלליות למשימת STP-2 של חיל האוויר האמריקני. זו הייתה הפעם השלישית בה פלקון כבד השיק, וכולנו קיווינו שהוא ינחת בהצלחה את הבמה האמצעית. אה, לא כל כך, זה עדיין ברשימת המטלות. אבל לא זה הווידאו הזה.
בכל אופן, מלבד לווייני חיל האוויר המסתוריים, פלקון כבד הוביל את LightSail 2 של החברה הפלנטרית על סיפון חללית הובלה Prox-1 אותה שחררה בגובה של 720 ק"מ.
ואז ב- 23 ביולי 2019 פרסה החללית את מפרש השמש שלה.
הוא פתח את מערכי השמש הצירים שלו, ואז פרש ארבעה מפרשי מפרש דמויי קלטת, וסילק את 4 המפרשים המשולשים שלהם, ופרס 32 מ"ר שטח מפרש.
חשוב לציין שחללית זו קטנה, במשקל של 5 ק"ג בלבד או 11 ק"ג, בערך בגודל כיכר לחם.
תוך כדי מסלולו סביב כדור הארץ, החללית מניפה את מפרשיה אל אור השמש ומחוצה לה, כאשר כל תקופה מרימה את מסלולו בכמה מאות מטרים ביום.
זה נשמע נהדר, למרבה הצער, ל- LightSail 2 אין מערכות הבקרה על הספק לשלוט בזווית שלה בזהירות מספיק כדי להישאר במסלול ללא הגבלת זמן.
בזמן שהוא מרים את מסלולו בצד אחד של כדור הארץ בכמה מאות מטרים ביום, הוא לא יכול להטות את המפרשים בדיוק מספיק כדי למנוע את הורדת מסלולו בצד השני של כדור הארץ. בסופו של דבר זה יטבול באטמוספירה של כדור הארץ ונשרף.
אך בתקווה, מהנדסים בחברה הפלנטרית למדו סוף סוף כמה מעשי מפרש סולארי יכול להיות לחקר החלל.
זה עדיין במסלול, ושולח תמונות מדהימות של כדור הארץ הביתי שלנו.
כאשר LightSail 2 של האגודה הפלנטרית שולח נתונים הביתה, ומלמד בקרי משימה להפליג בחלל, אלה יהיו שיעורים חשובים למשימות עתידיות שעלולות להשתמש בטכנולוגיה זו כשיטה הנעה ממשית.
משימה אחת ביצירות היא צופה אסטרואידים קרוב לכדור הארץ של NASA, או צופי NEA. משימת קובסאט זו יכולה לטוס כמטען משני בעזרת המבחן הראשון של מערכת השקת החלל של נאס"א, משימת ה- EM-1 הבלתי מעוררת, שיכולה לצאת לדרך כבר ביוני 2020.
לאחר פריסה מכמוסת אוריון, NEA Scout היה מפרש את מפרשי השמש שלה, כפול מגודל ה- LightSail 2, ואז בילה שנתיים בנסיעות לאסטרואיד קרוב לכדור הארץ כדי לחקור אותו מקרוב.
אנו עדיין לא מכירים את היעד, אך יעד אפשרי יכול להיות אובייקט הקרוב לכדור הארץ 1991 VG, שהתגלה בשנת 1991 זמן קצר לפני שהוא עבר בערך המרחק מכדור הארץ לירח. ואז הוא חזר באוגוסט 2017. נרצה לפקוח עין על הסלע הזה כאיום פוטנציאלי, אך גם אוצר בלום של מתכות ומינרלים שיכולים לעזור לתמוך בחקירה עתידית של מערכת השמש.
משימה נוספת שעשויה להשתמש במפרש סולארי היא מלאכת העפיפונים הגדולים של יפן לחקירה ואסטרונאוטיקה במערכת השמש החיצונית או OKEANOS. זו תהיה משימה לאסטרואידים הטרויאנים, שנמצאים בנקודות הלגראנג 'L4 ו- L5 סאן-יופיטר.
אלה מקום אידיאלי ללמוד אסטרואידים מכיוון שיופיט וכוח המשיכה של השמש לכדו מספר גדול במקום אחד, ומשימה יכולה בקלות לדגום אסטרואידים רבים ושונים.
ל- OKEANOS יהיה מפרש סולארי היברידי, מכוסה בפאנלים סולאריים, בו הוא ישמש גם כדי לספק חשמל למכשירים ולמנוע היונים שלה.
יפן הייתה אחת המדינות הראשונות שבדקו אי פעם מפרש סולארי, עם משימת ה- IKAROS שפרסה בשנת 2010, ובסופו של דבר צברה מאות מטרים לשנייה של מהירות באמצעות מפרש השמש.
OKEANOS עשוי אפילו להגיע עם הנחתת. הודות לניסיונם עם Hayabusa2 וה- Asteroid Ryugu, ה- JAXA למדה כמות אדירה על נחיתה ואיסוף דגימות מאסטרואידים זעירים.
אם הכל יתנהל כשורה, OKEANOS תשגר באמצע שנות העשרים על גבי רכב שיגור H-IIA, תוך שימוש בכמה עזרי כוח משיכה בכדי לבצע את המסע ליופיטר. ואם המשימה באמת מוצלחת, היא עשויה אפילו להחזיר מדגם של אסטרואיד טרויאני הביתה.
נאס"א שוקלת אפילו להוסיף מפרש סולרי לשער הירח העמוק. באירוע תכנון מיוחד לשער החלל העמוק בשנת 2017, הציגו חברי סוכנות החלל הקנדית את הרעיון של מפרש סולארי שניתן להוסיף לתחנה. האור המתמשך מהשמש יספק דחף קבוע בו יכולה התחנה להשתמש בכדי לשמור על מסלולו ללא הנעה. מוחזק על זרוע רובוטית קנדית - מה עוד - מפרש סולארי של 50 מ"ר יכול לחסוך את התחנה 9 ק"ג הידראזין בשנה, שזה יקר להעלות מכדור הארץ לירח.
משימה אחת שאתה בטח מכיר היא הרעיון Breakthrough Starshot. במקום להשתמש באור מהשמש כהנעה, Breakthrough Starshot מקווה להשתמש בלייזרים עוצמתיים שיאיצו לוויינים זעירים למהירות בין-כוכבית.
אלה יכולות להיות החללית הראשונה ששלחה אי פעם תמונות הביתה ממערכת כוכבים אחרת. עשינו פרק שלם בנושא זה ועוד משימת מפרש לייזר כבדה יותר בשם Project Dragonfly.
לרוע המזל לקח סוכנויות חלל זמן רב יותר לשלב מפרשי שמש במשימותיהם מכפי שהייתי מקווה. זה מובן, הם מסובכים ושבריריים ודורשים התמצאות מדויקת. הגיוני שמתכנני המשימה ישתמשו ברקטות כימיות מנוסות, או במנועי יונים יעילים בכדי להניע את החללית שלהם ברחבי מערכת השמש.
אך ככל שיותר ויותר מפרשי שמש יושקו ונבדקו, המהנדסים יהפכו בטוחים יותר בדרכים הטובות ביותר להשתמש בהם כחלק ממשימה. אני יכול לדמיין עתיד שכמעט בכל משימה יש מפרש סולארי גיבוי על הסיפון, למקרה שמשהו ישתבש במנוע הראשי.
תמיד הוקסמתי מהאפשרות לשיט סולארי, וצפיתי בכל גילוי וצעד קדימה בהתרגשות. אני באמת שמחה שהחברה הפלנטרית הגיעה עד כה עם המבחנים שלהם. הם ביצעו את כל המשימה תמורת 7 מיליון דולר, במימון חברי האגודה הפלנטרית, אזרחים פרטיים וקמפיין קיקסטארט. אם אתה רוצה לתמוך במשימות זה ובעתיד שיעזור לחקור את מערכת השמש, עבור אל planetary.org למידע נוסף.
