Hvad er et "solsejl", og hvordan fungerer det?

For omkring 5 tusind år siden i det gamle Egyptender skete noget, der radikalt ændrede verden. At dømme efter arkæologiske fund, opfandt egypterne sejl, som begyndte at blive brugt til at kontrollere skibe ved hjælp af vindkraft. Det er svært at tro, men i øjeblikket er menneskeheden igen på randen af ​​en opdagelse, der vil påvirke hele verden. Forskere forsøger at bruge de såkaldte "solsejl" til at kontrollere rumsatellitter. Der er meget lidt tid tilbage, indtil rumfartøjet kan køre uden brændstofmotorer.

I øjeblikket er det meste af det kunstigesatellitter, der cirkler rundt om vores planet, drives af ionmotorers energi. Disse motorer er tunge, de er ganske dyre og fungerer kun i cirka tre år, så forskere har længe prøvet at finde et alternativ til dem. Tilbage i 1920 indså den sovjetiske opfinder Friedrich Zander, at du til flyvninger i rummet kan bruge sæden som sejl, der bruges i skibe. Men hvordan kan sejl, efter hans mening, sættes i bevægelsesrumsobjekter? I rummet er der faktisk ingen vind.

Indholdet

• 1 Hvordan flyver satellitter?
• 2 Det første fungerende solsejl
• 3 Solsejl LightSail 2
• 4 Hvad er hastigheden på solsejlet?
• 5 Fordele ved solsejl

Hvordan flyver satellitter?

Faktum er, at der i rummet er en vidunderligEt alternativ til vind er sollys, der består af en ufattelig mængde partikler kaldet fotoner. Hver af dem kan ramme hårde overflader og skabe tryk, der kan skubbe genstande fremad. Forestil dig, hvordan en billardkugle kolliderer med andre kugler på bordet - noget som disse fotoner af lys og påvirker sejlet. Så hvorfor ikke gøre denne solide overflade til et stort sejl og en lille satellit til en bevægelig genstand?

Dette er interessant: SpaceX lancerer regelmæssigt små satellitter til en lavere pris.

Forskere har prøvet mange gange at skabe pladssatellitter startede ved hjælp af solsejl, men de lykkedes ikke i lang tid. Faktum er, at kraften i sollyspartikler er meget lille og ikke nok til at skubbe store satellitter fremad. Det tog forskere årtier at reducere satellitter til størrelsen på små smartphones. En af sådanne kompakte enheder er cubsats, der fremstilles i størrelser 10 x 10 x 11 centimeter. På trods af deres lille størrelse har de alt nødvendigt for at observere jorden.

Det første fungerende solsejl

Den første rumsatellit, der fungererdet japanske sejl IKAROS blev solsejlet. Lanceringen fandt sted den 21. maj 2010, da et tyndt sejl med en 20 meter diagonal blev foldet. Efter indsejling i kredsløb begyndte sejlet at udfolde sig og afsluttede denne proces kun en uge efter starten. Ved hjælp af dette sejl og sollys kunne enheden regulere bevægelsesretningen. Dog faldt apparatet i skyggen og faldt i dvaletilstand, på hvilket eksperimentet måtte stoppes.

IKAROS - det første rumfartøj med et fungerende solsejl

Solsejl LightSail 2

Men forskere opgav ikke og testede solenergiensejlene kommer lige nu. Hvis du ser på nattehimlen, kan du helt bemærke LightSail 2-rumfartøjet fra planetarisk samfund. Den blev lanceret i kredsløb på vores planet i juni 2019 ved hjælp af Falcon Heavy booster raket. Et par uger senere åbnede han sit solsejl - dets areal er 32 kvadratmeter, og det er grunden til, at folk har mulighed for at se det fra Jorden. Bare tænk - sejlet har næsten det samme område som den gennemsnitlige lejlighed!

LightSail 2-enheden er nu i Jordens kredsløb

Sejlet er ikke uden grund så stor. Faktum er, at selv et lille apparat på størrelse med et brød, skal sollyspartikler handle på det maksimale mulige område af sejlet for at sætte gang i gang. Måske i fremtiden vil videnskabsmænd være i stand til at oprette mindre satellitter, for eksempel fra matchboxes. Så bliver sejlene virkelig små, og det vil være umuligt at komme dem ud fra Jorden.

Interessant: 10 spektakulære satellitkollisioner

For øvrig havde LightSail-2 enheden en prototype tilkaldet LightSail-1. Det blev lanceret i kredsløb den 20. maj 2015 og indsat sejlet den 7. juni. Efter yderligere 7 dage gennemførte han sin testflyvning, der ikke varede mere end en dag. I modsætning til prototypen vil LightSail-2 flyve i Jordens bane indtil mindst midten af ​​august.

Hvad er hastigheden på solsejlet?

Du spekulerer sikkert på, hvilken hastighed du kanat udvikle sig ved hjælp af et solsejl? Accelerationshastigheden og intensiteten afhænger af størrelsen på sejlet og satellitten. LightSail 2-enheden foretager i øjeblikket en komplet revolution omkring vores planet på 90 minutter. Satellitens hastighed øges forresten konstant - i en måned med at være under påvirkning af sollys accelererer den med 549 kilometer i timen. Selvom enhedens hastighed er ret lille, men med tiden, hvis den er i arbejdsmæssig stand, kan den nå hastigheden på Den Internationale Rumstation, som er omkring 27.000 kilometer i timen.

</ p>

LightSail 2 skal rotere konstant for at fange solen.

Siden ydelsen af ​​satellitter med solenergisejl er direkte afhængige af lyspartikler, de kan ikke bruges uden for solsystemet. Skønt der i resten af ​​universet sandsynligvis findes andre lyskilder, så i meget fjern fremtid kan solsejl også komme til nytte.

Fordele ved solsejl

Solsejl fungerer virkelig og heltsatellitter mister snart deres ionmotorer. Dette vil reducere deres omkostninger markant, fordi solsejl er klart billigere end motorer, fordi det faktisk er et spejlduk, der er strækket rundt om satellitten. Derudover behøver ikke luftfartsselskaber at bruge penge på dyre brændstof - det er simpelthen ikke nødvendigt i "sejlsatellitter".

Ionmotoren ser virkelig dyrere ud end solsejl, ikke?

Desværre har muligheden for at skabebillige satellitter, virksomheder kan ofte sætte dem i en lav jordbane. Og der er så mange objekter omkring vores planet, og i de næste ti år vil der være endnu flere af dem - når alt kommer til alt, ingen glemte, at Elon Musk ønsker at skabe verdens Starlink-internet ved hjælp af 12.000 satellitter? Vi mennesker har næsten skabt fungerende solsejl - nu er vi nødt til at tænke over, hvordan vi slipper for pladsaffald.

Vent, måske kan pladsfordele være til en vis hjælp?

Til sidst vil jeg anbefale en historieDen engelske science fiction-forfatter Arthur Clarke "Solar Wind". Det taler om regattaen af ​​rumskibe, der bevæger sig ved hjælp af solvindtryk. I sit arbejde talte forfatteren om forskellige typer solsejl (de findes ikke endnu!) Og hvordan man kontrollerer dem.

Hvis du er interesseret i nyhederne om videnskab og teknologi, skal du abonnere på vores kanal i Yandex.Dzen. Der vil du finde materialer, der ikke er blevet offentliggjort på hjemmesiden!