LightSail 2 heeft met succes zijn zonnezeilen ingezet. Kort na 12.00 uur tweette PST The Planetary Society dat de zeilen waren geplaatst en dat het ruimtevaartuig met zonlicht voer. We kunnen allemaal genieten van hun succes en beginnen ons af te vragen hoe zonnezeilen passen in de plannen van de mensheid voor ruimteverkenning.
Update: dit artikel is bijgewerkt met nieuwe afbeeldingen van LightSail2.
Dit is een dramatisch moment voor LightSail 2 en voor The Planetary Society, 's werelds grootste non-profit ruimtevaartorganisatie. LightSail 2 is het derde ruimtevaartuig in hun LightSail-programma. Het werd gelanceerd op 25 juni en bevindt zich sindsdien in een baan om de aarde, en bereidt ons voor op mooie zeilen.
Een reeks tweets van The Planetary Society vertelde de hele ochtend het verhaal.
Het inzetten van zeilen is een handmatige procedure in twee stappen, geïnitieerd door het grondsysteemteam. Eerst moet het team het zeil "bewapenen" voor inzet, en dan het commando sturen om het zeil in te zetten. Als alles goed gaat, zou telemetrie moeten laten zien dat het motoraantal toeneemt.
- Planetary Society (@exploreplanets) 23 juli 2019
Het zeil van LightSail 2 is eigenlijk een systeem van vier kleinere driehoekige zeilen die bij uitrol een groot vierkant vormen. Eenmaal ingezet, meet het zeil 32 vierkante meter oftewel 340 vierkante meter. Zodra het is ingezet, kan het worden gebruikt om de baan van het ruimtevaartuig te verhogen, wat de kracht en het nut van zonnezeilen aantoont.
MOTOR AAN. Telemetrie toont aan dat # LightSail2's motor voor het inzetten van zeilen actief is.
- Planetary Society (@exploreplanets) 23 juli 2019
Vervolgens kwam er wat telemetrie van de kleine satelliet, wat aantoont dat het aantal motoren toenam. Telemetrie toonde ook aan dat de camera's actief waren.
Solar Sail Technology
Als u niet bekend bent met zonnezeiltechnologie, is het idee relatief eenvoudig, althans in theorie.
Een zonnezeil maakt gebruik van het momentum van de fotonen die van de zon komen, net zoals een zeilboot de energie in de wind vangt. Het lichte zeil legt de fotonen niet vast. De fotonen stuiteren van het reflecterende oppervlak en stuwen het zeil voort. Het is een lichtgewicht, eenvoudige technologie met een groot potentieel.
In het vacuüm van de ruimte werkt het. Er is geen weerstand tegen het momentum van het ruimtevaartuig, dus na verloop van tijd neemt de snelheid toe naarmate meer en meer fotonen erop stuiteren. Allemaal zonder brandstof of ander aandrijfsysteem.
In sommige opzichten is het zonnezeil precies zoals een zeil op een boot. Het zeil kan in hoeken worden gericht om de reis van het ruimtevaartuig te sturen. Als de zeilen rechtstreeks op de zon zijn gericht, zal het ruimtevaartuig rechtstreeks van de zon af reizen. Maar door de zeilen te tackelen of te veranderen, kan een ruimtevaartuig dat zonnezeilen gebruikt, zichzelf sturen en voortstuwen door het zonnestelsel en verder.
Ze krijgen ook steeds meer vaart tijdens het reizen. Ze kunnen blijven versnellen zolang fotonen ze raken. Een ruimtevaartuig op zonne-energie kan snelheden bereiken die een chemische raket nooit kan bereiken, hoewel ze natuurlijk niet alleen aan de zwaartekracht van de aarde kunnen ontsnappen.
Natuurlijk kan het momentum niet voor altijd in hetzelfde tempo toenemen. Hoe verder een zonnezeil van de zon komt, hoe minder fotonen het raken. En hoewel hij niet zal vertragen in de leegte van de ruimte, zal zijn acceleratiesnelheid afnemen.
Om al deze redenen zijn zonnezeilen gericht op lange reizen, waar een eenvoudig maar effectief voortstuwingssysteem kan schijnen. Er is zelfs het idee dat lasers op zonnezeilen kunnen worden gericht om ze nog meer te laten accelereren.
Laserondersteunde zonnezeilen
Het Breakthrough Starshot-project heeft tot doel een vloot van kleine ruimtevaartuigen op zonne-energie te sturen naar onze dichtstbijzijnde stellaire buur, Alpha Centauri. In plaats van alleen op de energie van de zon te vertrouwen om daar te komen, zou hij worden voortgestuwd door een reeks lasers, waarvan de fotonen de zeilen zouden raken op dezelfde manier als de zon. De laserarray zou het ruimtevaartuig versnellen tot een uiteindelijke snelheid van ongeveer 60.000 km / s (37.282 mps) - of 20% van de lichtsnelheid.
Alpha Centauri is 4,37 lichtjaar verwijderd, dus zelfs met de lasers zou het Breakthrough Starshot-project nog 20 jaar duren om daar te komen.
Maar dat is een heel ander en ambitieuzer project dan LightSail 2. Ook is de Breakthrough Starshot het project van een Russische miljardair, terwijl LightSail een openbaar, non-profit ruimtevaartuig is dat is gebouwd met geld van enthousiaste supporters.
En het succes van vandaag is een mooie prestatie.
LightSail 2 is een demonstratiemissie, ontworpen om te laten zien hoe zelfs een klein zonnezeil de baan van een ruimtevaartuig kan verhogen. Er zijn nog veel obstakels die moeten worden overwonnen om het op te schalen. Het kan commerciële toepassingen hebben voor kleine satellieten en uiteindelijk kan de technologie een rol spelen bij het verkennen van ons zonnestelsel.
Maar geniet vandaag nog van het succes van The Planetary Society!
Meer:
- The Planetary Society
- Het baanbrekende Starshot-initiatief
- Space Magazine: Wat is een zonnezeil?
