Новый вид солнечного паруса позволит нам исследовать Солнечную систему
Технология солнечного парусного спорта была мечтой многих на протяжении десятилетий. Простое изящество плавания на световых волнах солнца действительно имеет какой-то мечтательный аспект, захвативший воображение инженеров и писателей. Однако практичность количества полученной энергии по сравнению с тем, что необходимо для перемещения полезной нагрузки, вернуло эти мечты в реальность. Теперь команда под руководством Эмбер Дубилл из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса при поддержке программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) разрабатывает новую архитектуру солнечного паруса, которая, возможно, уже нашла свое убийственное применение — гелиофизику. Метод, который они используют, известен как парусный спорт с дифракционным светом. Он имеет значительные преимущества перед существующей технологией солнечного паруса, в том числе возможность поворота. Это большая проблема для большинства солнечных парусов, которые теряют эффективность, если не обращены прямо к солнцу. Дифракция заставляет свет распространяться, когда он проходит через отверстие. Использование этого свойства в материале солнечного паруса позволило бы кораблю отвернуться от солнца, в то же время получая давление света, толкающее его в любом направлении, в котором он поворачивался.
Чтобы создать такое дифракционное давление, команда создала материал с очень маленькими решетками, встроенными в него, чтобы преломлять свет на поверхности, которая все еще может извлечь выгоду из силы, создаваемой при поглощении этого света. Это позволило бы любому космическому кораблю, использующему парус в качестве двигательной установки, слегка отвернуться от Солнца и по-прежнему извлекать выгоду из мощного толчка фотонов света. Чтобы доказать эту технологию, NIAC поддерживает ее грантом Фазы III после успешного завершения Фазы I и Фазы II за последние несколько лет. Фаза III предусматривает финансирование в размере 2 миллионов долларов в течение двух лет для продолжения разработки материала, используемого в солнечном парусе, кульминацией которого станут наземные испытания, которые могут предвещать переход к использованию в глубоком космосе.
Глубокий космос — наиболее вероятное место для таких приложений, как эти дифракционные паруса. В частности, исследователи считают, что они будут полезны в гелиофизике. Традиционные двигательные технологии плохо работают вблизи полюсов Солнца из-за магнитных помех в этом пространстве. Традиционные солнечные паруса тоже не сработали бы, так как падающий на них свет в этих местах либо отталкивал бы их дальше от солнца, либо не отталкивал бы вообще. С дифракционным солнечным парусом космический корабль все еще может ориентироваться в правильном направлении, а также использовать силу света для эффективного движения. Это позволит кораблю, оснащенному им, наблюдать за солнцем под невиданным ранее углом. Но еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем какое-либо судно будет оснащено им. Путь финансирования после Фазы III NIAC пока в лучшем случае неясен, и после еще двух лет разработки еще предстоит проделать дополнительную работу. Но, если повезет, новый тип солнечного паруса может быть прикреплен к гелиофизической лаборатории следующего поколения. И в конечном итоге его можно будет использовать во многих других программах.
