Овај чланак је првобитно објављен на Суперцлустер-у, вебсајту посвећеном испричавању највећих прича човечанства о свемиру.
Царл Саган сањао је да се креће Сунчевим системом на једрима потиснутим налетима сунчеве светлости која извире из наше звезде домаћина.
Сада, Планетарно друштво, на челу са извршним директором Билом Најом, „Научним момком“, има за циљ да помогне да тај сан постане стварност са сателитом не већим од кутије за ципеле. Ова „соларна једра“, која су тестирана само неколико пута, могу једног дана да носе свемирске летелице на друге планете или можда чак у друге звездане системе.
Следећа фаза соларне пловидбе покренута је 24. јуна, када се ракета СпацеКс Фалцон Хеави спустила са постоља у свемирском центру Кеннеди у Флориди. Увучен у његов масиван конус носа, између два десетак других сателита, седео је малени свемирски брод: уређај величине хлеба хлеба осмишљен да покреће једра трачница која користе притисак сунчеве светлости.
Летелица, названа ЛигхтСаил 2, могла би бити почетак нове ере свемирског лета - она у којој свемирске летелице одустају од ракетних мотора на које се деценијама ослањају и елегантно плове на ветровима сунца. Отприлике седам дана након лансирања, ЛигхтСаил 2 ће искочити из свог контејнера, проширити четири носача каросерије од 13 стопа и разместити четири плахте Милара у облику огледала који заједно чине једрење у облику кита величине 340 квадратних стопа. Следећи део је чиста космичка магија.
Према планетарном друштву, ЛигхтСаил 2 биће прва летјелица која ће се строго кретати свјетлошћу, док се налази у Земљиној орбити. ЛигхтСаил ће се тада држати попут једрилице да би подигао своју висину, што ће јој донети одликовање као прва свемирска летелица која је испливала на вишу орбиту око наше планете. Тај подвиг небеске навигације могао би бити још један корак ка сну Царл Сагана о путовању кроз космос на рефлективним једрима која покрећу снопови светлости.
**********
Ако руке испружите према сунцу, шта осећате? Топлота. Али скривен међу топлином је притисак тако да минут никад не бисте приметили. Свјетлост сама по себи дјелује попут вјетровитог вјетра, али толико је суптилна да је никад не бисте примијетили. На Земљи је отприлике еквивалент папирној копчи која лежи у вашим рукама.
Али у скоро вакууму простора, чак и минутни притисак може имати велики ефекат јер притиска све време, сат по сат, из дана у дан. А за разлику од ракетног горива, постоји бесплатна и практично неограничена количина сунчеве светлости. Ако можемо искористити ову моћ, можемо је користити; све што требамо су једра. Као поморци старих, будућих свемирских летелица (и свемирски путници) могли би се кроз сунчево окружење потиснути у огромну космичку ширину - или бар тако је то Саган замислио.
Дијаграм свемирског шатла који избацује лагано једро из свог товарног простора. (ЈПЛ) Саган је имао велику визију будућности истраживања свемира, замишљајући да ће астро-морнари учествовати у интергалактичким регатама, тркајући својим свемирским бродовима по свемиру, користећи снагу звезђене светлости. Али није био први који је замислио да човечанство плови светлошћу.
Пре четири века, комета се проширила небом, привлачећи пажњу немачког астронома Јоханеса Кеплера. Приметио је да се иза комета шири реп комете. Сунчева светлост, помислио је, мора да загрева комету и ослобађа материјал са њене површине. Ово проницљиво опажање подстакло је Кеплера да мисли да би сунчева светлост могла бити користан облик покретања.
"Обезбедите бродове или једра прилагођена небеским поветарима, а наћи ће се и неки који ће се храбро одбити чак и над том празнином", написао је Галилеју 1608. године.
Кеплер је живео усред научне ренесансе, у време у коме је човечанство почело да схвата своје место у космосу. Земља није била центар Сунчевог система, већ у ствари једна од многих планета које су окруживале једну од многих звезда. Будући да бродове - уобичајени облик путовања у то време - покрећу вјетрови, изгледа да је природно да би Кеплер замислио људе да плове кроз свемир на исти начин на који поморци плове морем.
Али требало би вековима да Кеплерови снови постану стварност.
1865. године, Јамес Цлерк Маквелл показао је свету да светлост садржи пакете енергије зване фотони, а фотони имају замах који се може пренети на друге објекте. Ако би фотон дошао у контакт са објектом попут сјајног соларног једра, пренео би део своје енергије и гурнуо једро напријед.
Различити дизајни лаког облика једра. (Ракуел Сцоггин / Суперцлустер) Напретком ракетирања након Другог светског рата и лансирањем Спутњика 1957. године, идеја о истраживању космоса одједном се пребацила из научне фантастике у стварност, а соларно једрење поново је изгледало као заводљив облик покретања.
Убрзо након свог оснивања, НАСА је започела планирање низа амбициозних свемирских мисија, укључујући финансирање неколико студија о соларним једрима. Седамдесетих година прошлог века планиран је сусрет са кометом - истом кометом коју је Кеплер шпијунирао у небо вековима раније. Ова свемирска летелица била би опремљена соларним једром, користећи сунчеву енергију за путовање. Нажалост, план је разграђен пре него што је стигао до лансирне табле, али идеја о соларној пловидби заживела би.
Лоу Фреедман, НАСА-ин инжењер који је радио на тој сада неисправној мисији, и даље је био увјерен да је соларно једрење одржив облик погона. Он је (заједно с Царлом Саганом и Бруцеом Мурраием, бившим шефом НАСА-ине лабораторије за млазни погон), 1980. године у великом дијелу основао планетарно друштво како би соларну пловидбу претворио у стварност.
"Соларна пловидба уопште је уткана у ДНК Планетарног друштва још пре него што смо је и основали", каже Суперцлустер Јеннифер Ваугхн, главна оперативна служба друштва. „Сва тројица наших оснивача имали су руку у раној фази соларне пловидбе.“
**********
Откривање како изградити огромно, ултра лагано соларно једро и потом га прикладно покренути у свемир показало би се великим изазовом. Али група је истрајала и први напад друштва у соларну пловидбу коначно је погодио лансирну плочицу 2005. године у облику свемирске летелице зване Козмос 1. Нажалост, потенцијални сателит није успео да иде на орбиту, рушећи се у близини Русије у Барентсово море. Проћи ће још десет година пре него што је Планетарно друштво постигло свој први успех у соларној пловидби.
Дијаграм соларног једра. (ЈПЛ) Менаџери мисије вратили су се плочи за цртање и одлучили да мисле сљедећи покушај мање. Кубесати - који су величине векне хлеба - избили су на сцену свемирског лета, пружајући јефтинију алтернативу традиционалним, гломазним сателитима.
Према Биллу Ниеу, појава ЦубеСатс-а заправо је довела до тренутног дизајна квадратних једра. "Испада да је квадратно једро прилично добра почетна тачка и прилично добар дизајн, " рекао је Ние за Суперцлустер.
Ова летјелица која је названа ЛигхтСаил 1 била је умањена верзија Цосмоса 1. Овај мини сателит величине кутије за ципеле лансиран је 2015. године, хватајући вожњу ракетом Атлас В и летећи у орбиту паралелно са тајним авионом Кс-37Б ратног ваздухопловства. .
Једном када је ушао у орбиту, ЛигхтСаил 1 је доказао да може успјешно да рађа своје једро у вакууму свемира. Али ситни сателит суочио се са безброј проблема, укључујући софтверске пропусте, губитке сигнала и проблеме са батеријом током своје мисије. Након бурног времена у орбити ниске Земље, малени брод је развио свој имењак: четири сјајна једра од милара, што доказује да можете убацити потпуно једро у једрење у пакету.
Упркос својим недостацима, као демонстрација технологије, ЛигхтСаил 1 био је успешан. За прославу је одишао врхунски селфие. Али људи су такође гледали горе, покушавајући да уоче летелицу док се уздигао изнад Земље. Ние је чак могао да примети сићушни сателит који блиста у ноћи док је пролазио изнад небо загађено светлошћу.
Са врло мало честица које би успорило лагано једрење према доле, то би могло убрзати свемирску летјелицу до врло великих брзина. (Ракуел Сцоггин / Суперцлустер) Долазак до ове тачке био је велико постигнуће за Планетарно друштво, непрофитну организацију која је помогла унапређењу свемирске науке и истраживања. „Свемир открива оно најбоље у нама“, каже Билл Ние. "Апелира на све људе и све националности."
Више од 40.000 чланова Планетарног друштва подржало је ову мисију (и развој соларне пловидбе), донирајући од 5 до више од милион долара за финансирање организације.
„Невероватно је да неко добије прилику да учествује у првим фазама нове технологије за погон свемирских летелица“, каже Бруце Беттс, менаџер мисије ЛигхтСаил. „Нема их много. Част да будем у почетним фазама, првим корацима соларне пловидбе. "
**********
Током година, док је Планетарно друштво градило своје једрилице, други широм света отисли су и у пловидбу.
Покренута је тестна мисија 2015. године под називом ЦубеСаил, коју је саградио свемирски центар Сурреи у Великој Британији, али није успела правилно да се примени. Три друге мале једрачке мисије - НАСА-ин НаноСаил-Д, канадски ЦанКс-7 и Сурреи-ов ИнфлатеСаил - имали су успеха, али баш као и ЛигхтСаил 1, њихове мисије су биле ограничене на орбиту ниске Земље.
Дијаграм соларног једра. (ЈПЛ) Јапан је до сада имао највише успеха у соларној пловидби, пошто је међупланетарни брод змајева убрзан радијацијом сунца (ИКАРОС) лансиран у орбиту око Сунца 2010. Једном у дубоком свемиру отворио је ширину од 46 стопа. квадратно једро и први пут у историји почео је управљати и мењати брзину сунчевом снагом.
Свемирска летелица је такође имала уграђене соларне ћелије у свом једру у облику змаја како би се производила електрична енергија. Очекивало се да ћелије неће производити много снаге током лета, већ су уместо тога помогле да послуже као испитни лежај за будуће јонске погонске моторе.
ИКАРОС је провео наредне три године мерејући своје убрзање захваљујући светлосном притиску. Такође је тестирао различите начине за управљање својим кретањем помоћу течних кристала (који подсећају на ЛЦД електронски екран) уграђених у једро који могу да подесе рефлексију пловила и промене брзину. Електрична енергија која пролази кроз плоче повећала је рефлективност, омогућујући свемирском броду да убрза напред, а искључење протока учинило је да притисак сунчеве светлости буде више дифузни.
Јапански свемирски званичници кажу да је ИКАРОС успео да прилагоди свој ток и оријентацију пре планираног завршетка мисије 2015. Контакт са ИКАРОС-ом је изгубљен, али накнадно праћење показује да се соларно једро и даље петља око сунца између Земље и Венере, а облик његове орбите се и даље мења као резултат промене светлосног притиска.
Но, поред својих успеха, подаци ИКАРОС-а показују да нам предстоји још дуг пут пре него што схватимо пуни потенцијал соларне пловидбе. Планетарно друштво се нада да ће, ако све иде по плану, ЛигхтСаил 2 помоћи претворити соларна једра у поуздан, јефтин начин летења кроз свемир.
Одатле су могућности готово неограничене. Са лаганим једром, свемирска летелица могла би да оде на Месец, на астероиде, на Јупитер - било где да ветар дува, без употребе горива.
