فضاپیمای LightSail 2 و كوشش برای اثبات كاركرد بادبان خورشیدی

فضاپیمای LightSail 2 و كوشش برای اثبات كاركرد بادبان خورشیدی به گزارش بازار مقاله فضاپیمای تازه پرتاب شده ای كه از پرتوهای خورشید بعنوان نیروی رانش استفاده می نماید، در ایام گذشته نخستین سیگنال ها و تصاویرش را با موفقیت ارسال كرد.


زومیت نوشت: ابتدای ماه جاری، انجمن سیاره ای، یك فضاپیمای مجهز به بادبان خورشیدی را به نام لایت سیل ۲ (LightSail 2)، سوار بر راكت فالكون هوی اسپیس ایكس به فضا پرتاب كرد. حالا بعد از گذشت نزدیك به سه هفته، انجمن سیاره ای دریافت اولین سیگنال از فضاپیمایش را تأیید كرده است. كیوب ست ۵ كیلوگرمی لایت سیل ۲ با هدف بررسی كاركرد بادبان های خورشیدی بعنوان جایگزینی برای سوخت های فسیلی طراحی و به فضا پرتاب شده است. اما بادبان خورشیدی چیست و چگونه كار می كند؟ امكان دارد روزی فرا برسد كه ماجراجویان كیهانی همچون ملوان های باستانی از قدرت بادبان ها برای سفر در بین ستاره ها استفاده كنند؛ با این تفاوت كه مسافران فضایی آینده به جای استفاده از بادهای اقیانوسی از نور خورشید برای هدایت نوعی فناوری به نام بادبان خورشیدی استفاده می نمایند. بادبان های خورشیدی نوعی سامانه ی پیشرانش فضایی هستند كه از خصوصیات نادر فوتون ها استفاده می نمایند. این ذرات نوری هیچ جرمی از خود ندارند؛ بااین حال هنگام برخورد با اشیاء با وارد كردن تكانه، می توانند آنها را به صورت جزئی به حركت وادارند. ما انسان ها هم با هر بار رفتن زیر نور خورشید، تحت فشار فوتون ها قرار می گیریم؛ اما این نیرو اساسا آن قدر ناچیز است كه برای بدن قابل احساس نیست. اما در فضا شرایط متفاوت می باشد. برپایه قوانین فیزیك، هر كنشی باید واكنشی متقابل و برابر داشته باشد. ازاین رو وقتی فوتون های تابیده شده از خورشید با فضاپیما تماس پیدا می كنند، فضاپیما به صورت بسیار جزئی در خلاف جهت خورشید به حركت درمی آید. انرژی یك فوتون قابل چشم پوشی است اما مجموعه ی زیادی از فوتون ها می توانند فشار درخورتوجهی را تولید كنند.
تصویر مفهومی هنرمند كه یك بادبان خورشیدی را بر فراز زمین نشان داده است بعنوان مثال، با قراردادن صفحه ای آینه مانند، مسطح و بزرگ در مقابل فضاپیما، توان خورشیدیآن را به سمت جلو هدایت می كند. برای جذب و كنترل نور خورشید باید از مصالح قوی و سبك استفاده نمود. به نقل از انجمن سیاره ای، بادبان های خورشیدی می توانند مانند بادبان های عادی در جهت های مختلف حركت كنند. این فناوری نسبت به روش های پیشرانش دیگر دارای یك مزیت است: فضاپیما نیازی به حمل سوخت نخواهد داشت و در عوض می تواند از نور مجانی و نامحدود ستاره ها استفاده نماید. فضاپیماهای مجهز به بادبان خورشیدی با دریافت پیوسته ی انرژی خورشید می توانند تا لبه ی منظومه ی شمسی شتاب بگیرند و به سرعت های بالایی برسند كه رسیدن به آن برای راكت های شیمیایی دشوار است. بادبان های خورشیدی را می توان با پرتوهای لیزری گارگانچوایی (هدایت با استفاده نیروی سیاهچاله) هم هدایت كرد. نمونه بادبان های خورشیدی ناسا مفهوم بادبان خورشیدی را در سال ۱۹۷۴ با فضاپیمای مارینر ۱۰ آزمایش كرد كه با هدف بررسی زهره و عطارد پرتاب شد. بعد از آنكه سوخت مارینر به پایان رسید، بخش كنترل مأموریت، جهت صفحات خورشیدی آنرا بگونه ای تنظیم كرد كه بتواند پرتوهای خورشیدی را جذب نماید و به حركت خود ادامه دهد. نخستین بادبان خورشیدی ساخت دست انسان كه مأموریت موفقی داشت، كاوشگر ژاپنی ایكاروس (كایت میان سیاره ای شتاب گرفته توسط تابش خورشید) بود. این ربات، بادبان ۱۴ متری خویش را در تاریخ ژوئن ۲۰۱۰ گشود و توانایی كنترل مسیر و تغییر جهت به وسیله ی آنها را اثبات كرد.
مأموریت آزمایشی نانوسیل دی ناسا بادبان خورشیدی از انرژی خورشیدی استفاده می نماید و به سوخت فسیلی نیاز ندارد در همان سال، ناسا مأموریت آزمایشی نانوسیل دی (NanoSail-D) را شروع كرد كه بادبانی الماسی شكل با پهنای سه متر داشت. این كاوشگر، بادبان خویش را در سال ۲۰۱۱ باز كرد؛ به مدت هشت ماه در مدار زمین چرخید و سپس در جو زمین سوخت. ماهواره های كوچك به علت وزن سبك و فضای اندكی كه برای حمل سوخت دارند، كاندیدهای ایده آلی برای این نوع پیشرانش محسوب می شوند. انجمن سیاره ای در سال ۲۰۱۵، فضاپیمای لایت سیل ۱ را در مدار زمین قرار داد كه مساحت بادبان خورشیدی آن ۳۲ مترمربع (هم اندازه ی رینگ بوكس) بود. باوجود برخی موفقیت ها این مأموریت نقص های كوچكی داشت و درنهایت ارسال سیگنال آن پیش از ورود به جو و چند هفته بعد از پرتاب متوقف گردید. اما انجمن سیاره ای به مأموریت جدید لایت سیل ۲ امیدوار است. این فضاپیما با اندازه ی تقریبی یك قرص نان كه در تاریخ ۴ تیر پرتاب شد، می خواهد نزدیك ترین منظومه ی ستاره ای موسوم به آلفا قنطورس را بررسی كند كه در فاصله ی ۴.۳ سال نوری از زمین قرار گرفته است. سوخت، یكی از ملزومات پرهزینه و سنگین بشمار می رود و اگر لایت سیل ۲ روش توان خورشیدی را ثابت كند، احیانا بتوان سوخت مأموریت های آینده به اعماق منظومه ی شمسی و فراتر از آنرا به وسیله ی فوتون ها یا ذرات نوری خورشید تأمین كرد.
لایت سیل ۲ این تصویر از هلال زمین را در تاریخ ۶ ژوئیه ی ۲۰۱۹، ساعت ۱۲: ۴۱ دقیقه ی صبح به وقت محلی و با استفاده از دوربین نصب شده روی پنل های خورشیدی دو وجهی خود ارسال كرد. این عكس هنگام غروب خورشید گرفته شده و خورشید در سمت راست تصویر نمایان است. این تصویر دست كاری نشده و جلوه ی درخشش لنز (lens flare) به علت پراكندگی نور خورشید در اطراف لنز دوربین به وجود آمده است. دوربین های فیش آی دوگانه ی لایت سیل ۲ از میدان ۱۸۰ درجه ای برخوردار می باشند كه منجر به اعوجاج كمان ها و گوشه ها می شود. ارسال نخستین سیگنال فضاپیمای لایت سیل ۲ در تاریخ ۴ تیر از مركز فضایی كندی فلوریدا با راكت فالكون هوی شركت اسپیس ایكس به فضا پرتاب شد. لایت سیل ۲ در تاریخ ۱۱ تیر با زمین تماس گرفت و انجام مجموعه ای از بررسی ها را شروع كرد تا نشان دهد كه سامانه های فضاپیما طبق انتظار درحال كار هستند. حالا كه لایت سیل ۲ برای آغاز ماموریتش آماده می شود، انجمن سیاره ای ابزار آنلاینی را ساخته است تا همگان از هركجا بتوانند فضاپیما را به صورت زنده ردیابی كنند. ابزار مورد اشاره و وب سایت همراه آن، به صورت پیوسته وضعیت لایت سیل ۲ را هم زمان با چرخش آن به دور زمین نمایش خواهد داد و نمایی كلی را از كاركرد این فضاپیما در اختیار علاقه مندان از سرتاسر دنیا قرار می دهد. اولین پیغام لایت سیل ۲ در تاریخ ۱۱ تیر در دانشگاه ایالتی پلی تكنیك كالیفرنیا در سن لویز اپسیپو دریافت شد. سیگنال های دریافتی لایت سیل ۲ از آنتن رادیویی آن ارسال شدند كه مخابره ی داده ها و علامت تماس را به شكل كد مورس شروع كرد. بروس بتز، مدیر برنامه ی لایت سیل و دانشمند سرپرست انجمن سیاره ای می گوید: بعد از سال ها آماده شدن برای این مأموریت امروز بسیار خوشحال هستیم كه فضاپیمای عملیاتی را هدایت می نماییم. ارسال نخستین تصاویر لایت سیل ۲ روز یكشنبه تاریخ هفتم ژوئیه، نخستین تصاویرش را به زمین ارسال كرد. این تصاویر شامل نماهای سایه ای زمین در حین حركت فضاپیما هنگام غروب خورشید است. پراكندگی نورخورشید در اطراف دوربین ها منجر به ایجاد جلوه ی درخشش لنز شده است. فضاپیمای لایت سیل ۲ مجهز به دو دوربین فیش آی است كه هر كدام از میدان ۱۸۰ درجه ای برخوردار می باشند. درنتیجه تصاویر كمی دارای اعوجاج می شوند.
این تصاویر كم كیفیت داخل لایت سیل ۲ ر پیش از توسعه ی پنل خورشیدی آن نشان می دهند. نمایی كه توسط دو دوربین پنل خورشیدی ثبت شده است. بزرگنمایی تصاویر سه برابر اندازه ی واقعی است. دو تصویر بالا و دو تصویر پائین نمای یكسانی از دوربین ها هستند كه با شرایط نورپردازی متفاوتی ثبت شده اند. كنترل مأموریت لایت سیل ۲، یا داشبورد آن با هر بار ارتباط این ماهواره با زمین به روزرسانی می شود. این داشبورد منبعی غنی از داده ها ازجمله موقعیت ماهواره، مدت زمان اقامت در مدار، سطح باتری، میزان سرعت چرخش و وضعیت بادبان خورشیدی آن است. لایت سیل ۲ بلندپروازانه تر از مأموریت نسل پیشینش است و با استفاده از توان خورشیدی به مانور در فضا و حركت در مدارهای مختلف آن خواهد پرداخت. هر دو فضاپیمای لایت سیل كاملا با سرمایه گذاری شهروندان ساخته شده اند و بیشتر از ۴۰ هزار نفر برای پشتیبانی از این مأموریت و توسعه ی بادبان خورشیدی آن مشاركت كرده اند. میزان سرمایه گذاری ها از ۵ دلار تا بیشتر از ۱ میلیون دلار متغیر است. قدم بعدی لایت سیل ۲ باز كردن بادبان های خورشیدی است. ماهیت انعكاسی بادبان سبب می شود ماهواره از دید ناظران زمینی بخصوص هنگام طلوع خورشید، قابل رویت باشند. برای افزایش شانس دیدن لایت سیل ۲ و آگاهی از به روزرسانی های مربوط به باز شدن بادبان ها و عبور از منطقه ی موردنظر می توانید به صفحه ی كنترل مأموریت این فضاپیما رجوع كنید. 2121

1398/04/29
18:15:40
5.0 / 5
26
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
نظر شما در مورد این مطلب
نام:
ایمیل:
نظر:
سوال:
= ۵ بعلاوه ۳
بازار مقاله MarketDoc
marketdoc.ir - حقوق مادی و معنوی سایت بازار مقاله محفوظ است

بازار مقاله

فروش مقالات و کتب علمی