солнечный парус

Солнечный парус (или легкие паруса, или фотонные паруса) - это предлагаемый метод приведения в движение космических аппаратов с использованием радиационного давления, оказываемого солнечным светом. Слово "парус" по аналогии с лодками, которые используют парус для перемещения с помощью ветра. Впервые концепция была предложена в 17 веке Иоганном Кеплером. У него была теория, что паруса можно адаптировать к "небесным бризам".

В 1865 году Джеймс Клерк Максвелл опубликовал свою теорию электромагнитных полей и излучения. Он показал, что свет (одна из форм электромагнитного излучения) может оказывать давление на объект. Это давление называется радиационным давлением. Это заложило основу для науки за солнечным парусом. Солнечное излучение оказывает давление на парус из-за отражения и маленькой фракции, которая поглощается.

Солнечное давление действует на космические корабли, в космосе или на орбите вокруг планеты. Типичный космический корабль, отправляющийся, например, на Марс, вытесняется давлением Солнца на тысячи километров. Эффекты прогнозируются при планировании. Это происходит со времен раннего межпланетного космического корабля 1960-х годов. Солнечное давление влияет также на ориентацию корабля - фактор, который учитывается при проектировании космических аппаратов.

Понятие солнечного паруса позднее было использовано в научной фантастике, например, в работах Жюля Верна.

Как может выглядеть солнечный парус (с небольшим космическим кораблем).Zoom
Как может выглядеть солнечный парус (с небольшим космическим кораблем).

Испытательный парус 20х20 мZoom
Испытательный парус 20х20 м

Теория

Идея солнечного паруса заключается в том, чтобы использовать радиационное давление Солнца для перемещения космического корабля, возможно, с помощью больших зеркал (большие светоотражающие поверхности). Недостатком метода является то, что создаваемая тяга очень мала. Преимущество заключается в том, что не требуется никакого топлива (пока есть свет). В результате, он рассматривается как возможный вариант для будущих космических аппаратов. До настоящего времени в качестве экспериментов использовались только небольшие варианты испытаний.

Общая сила, прилагаемая к солнечному парусу размером 800 на 800 метров, например, составляет около 5 тритонов (1,1 фунтов силы) на расстоянии Земли от Солнца, что делает его двигательной установкой с низким углом наклона, похожей на космические аппараты, приводимые в движение электродвигателями. Так как в ней не используется топливо, сила действует почти постоянно. Коллективный эффект с течением времени достаточно велик, чтобы его можно было рассматривать как способ приведения в движение космических аппаратов.

История

Планы по первому использованию концепции были составлены в 1970-х годах Брюсом Мюрреем и Луисом Фридманом, двумя исследователями из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния.

21 мая 2010 года Японское агентство космических исследований (ДЖАКСА) успешно запустило солнечный парус "IKAROS" (межпланетный космический аппарат, ускоряемый излучением Солнца). Он использовал солнечный парус в космосе между Землей и Венерой. Это было первое успешное использование солнечного паруса.

В 2010 году НАСА спустило на воду солнечный парусник NANOSEL-D2. Это был первый успех солнечного парусника NASA.

2 июля 2019 года базирующееся в Соединенных Штатах Америки Планетарное общество запустило спутник LightSail 2, разработанный с использованием технологии солнечных парусов. Легкий спутник был запущен ракетой SpaceX Falcon Heavy с космодрома Кеннеди во Флориде. Это была низкобюджетная миссия, финансируемая за счет пожертвований 50 000 членов. Общий бюджет составил менее 7 миллионов долларов. В конце июля 2019 года LightSail 2 открыл свой солнечный парус. Это заняло около 3 минут.

Вопросы и ответы

В: Что такое солнечный парус?


О: Солнечный парус (или световой парус, или фотонный парус) - это предложенный метод приведения в движение космического корабля с помощью радиационного давления, оказываемого солнечным светом.

В: Кто впервые предложил концепцию солнечного паруса?


О: Эта концепция была впервые предложена в 17 веке Иоганном Кеплером.

В: Что опубликовал Джеймс Клерк Максвелл, что послужило основой для науки, лежащей в основе солнечного паруса?


О: Джеймс Клерк Максвелл опубликовал свою теорию электромагнитных полей и излучения, которая показала, что свет (одна из форм электромагнитного излучения) может оказывать давление на объект, известное как радиационное давление.

В: Как солнечное давление действует на космические аппараты?


О: Солнечное давление действует на космические аппараты, находящиеся в космосе или на орбите вокруг планеты, смещая их на тысячи километров и влияя на их ориентацию.

В: Когда этот эффект был впервые принят во внимание при планировании межпланетных полетов?


О: Это делалось со времен первых межпланетных космических аппаратов 1960-х годов.

В: В каких еще контекстах использовалась концепция солнечного паруса?


О: Концепция солнечного паруса также использовалась в научной фантастике, например, в произведениях Жюля Верна.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3