Дифракционные паруса: революция в космической навигации
27 мая 2022, Popular Science, Мария Паразо Роуз
Проект Diffractive Solar Sailing, разрабатываемый под руководством Эмбер Дубилл в Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса, открывает новые горизонты для космических исследований. В отличие от традиционных методов, использующих ракетное топливо, эта технология позволяет космическим аппаратам — зондам и спутникам — перемещаться на огромные расстояния, используя исключительно энергию солнечного света. Конечная амбициозная цель проекта — получение детальных изображений полюсов Солнца, которые до сих пор остаются малоизученными.
Этот инновационный проект достиг значительного успеха, будучи отобранным для заключительного, третьего этапа программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC). Данная программа финансирует самые смелые и перспективные идеи, способные кардинально изменить будущее космической науки, робототехники и исследований дальнего космоса.
Финансирование и перспективы: Команда разработчиков получит грант в размере 2 миллионов долларов на два года для дальнейшего совершенствования технологии и демонстрации её готовности к реальной космической миссии. Это достижение подчёркивает высокий потенциал проекта, ставшего лишь пятым, дошедшим до этапа III с момента основания программы NIAC.
Принцип работы: отражение против дифракции
Классические солнечные паруса работают по принципу отражения: они улавливают давление солнечного света на большую зеркальную поверхность, подобно тому как парусник ловит ветер. Однако у этой конструкции есть существенные недостатки. Такие паруса должны быть постоянно ориентированы на Солнце, что ограничивает манёвренность аппарата. Кроме того, они требуют массивных и сложных систем стабилизации, что увеличивает вес и снижает эффективность.
Дифракционные паруса предлагают принципиально иной подход. Вместо отражения света они используют явление дифракции — рассеивание световых волн при прохождении через микроскопические решётки, встроенные в поверхность паруса. Это позволяет перенаправлять световую энергию даже тогда, когда парус не обращён к Солнцу напрямую.
Ключевые преимущества новой технологии:
- Повышенная манёвренность: Космический аппарат получает возможность двигаться в более широком диапазоне направлений, включая движение против условного «солнечного ветра».
- Компактность и эффективность: Дифракционные паруса могут быть меньше и легче своих отражающих аналогов, не теряя при этом в мощности.
- Снижение затрат: Упрощение конструкции и отказ от тяжёлых систем ориентации ведёт к уменьшению стоимости миссий.
Эмбер Дубилл приводит наглядную аналогию: если традиционный парус заставляет лавировать против ветра, то дифракционный позволяет эффективно использовать энергию, двигаясь как по ветру, так и против него. Предварительные исследования команды подтвердили, что преимущества новой технологии существенно перевешивают затраты на её разработку.
Будущее проекта и изучение Солнца
В рамках третьей фазы проекта команда сосредоточится на совершенствовании материалов для паруса и проведении наземных испытаний. Долгосрочная цель — создание целой группировки небольших спутников, оснащённых дифракционными парусами и научным оборудованием, для выхода на орбиту вокруг полюсов Солнца.
Несмотря на успехи таких миссий, как Solar Orbiter, полюса нашей звезды до сих пор не сфотографированы непосредственно. Новая технология может сыграть решающую роль в изучении солнечной активности, мониторинге космической погоды и понимании процессов, влияющих на всю Солнечную систему. Как отмечает Дубилл, эта работа закладывает фундамент для будущих прорывов в космических исследованиях.
Дополнительные материалы и источники:
NASA Moves Ahead With Wild Solar Sail Concept
NASA-Supported Solar Sail Could Take Science to New Heights
Дифракционные световые паруса
Космос и астрономия: дифракционные солнечные паруса могут превзойти паруса с отражающим металлическим покрытием
NASA раскрывает новую концепцию солнечного паруса для приведения в движение космического корабля с использованием солнечного света вместо топлива
Научная публикация: Вокруг Солнца с дифракционными солнечными парусами
Перевод: Александр Тарлаковский (блог tay-ceti.space)
Оригинал: This novel solar sail could make it easier for NASA to stare into the sun
#космос #Тау Кита #tay-ceti #tau ceti #τ Ceti #space #дифракционный солнечный парус #NASA #NIAC
Еще по теме здесь: Космос.
Источник: Новейший солнечный парус может помочь nasa смотреть на Солнце.