بادبان‌های خورشیدی می‌توانند در ۲۶ روز به مریخ برسند

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما؛ به نقل از وبگاه (Universe Today)، بادبان‌های خورشیدی برای نخستین بار توسط ماموریت LightSail 2 انجمن سیاره‌ای در فضا نشان داده شدند که مدار یک ماهواره کوچک کیوب ست را تنها با استفاده از نیروی محرکه فوتون‌ها یا پرتو‌های نور خورشید به اندازه ۳.۲ کیلومتر فراتر بردند.
محققان برای مطالعه خود، در پشت این تحقیق، سرعت بادبان‌های خورشیدی ساخته شده با استفاده از آئروگرافیت را شبیه سازی کردند. آن‌ها فضاپیمای بادبان خورشیدی را با جرم ۱ کیلوگرم، شامل ۲۵ اونس (۷۲۰ گرم) آئروگرافیت که سطح مقطع ۱۰۴ متر مربعی را پوشش می‌داد شبیه سازی کردند.
آن‌ها سرعتی را که بادبان‌های خورشیدی می‌توانستند به مریخ و محیط بین ستاره‌ای برسند که به هلیوپوز نیز معروف است (نقطه‌ای که دیگر تأثیر باد خورشیدی در آن احساس نمی‌شود) اندازه‌گیری کردند.
محققان دو مسیر متفاوت از زمین را شبیه سازی کردند که به روش‌های انتقال مستقیم به بیرون و درون برای هر یک از این سفر‌ها معروف است.
روش انتقال مستقیم به بیرون برای سفر به مریخ و هلیوپوز شامل استقرار و خروج بادبان خورشیدی از مدار قطبی به دور زمین بود.
برای روش انتقال به داخل، فضاپیمای بادبان خورشیدی با یک موشک سنتی به مکانی که تقریباً معادل ۰.۶ واحد نجومی (AU) از خورشید فاصله دارد پرواز می‌کند. بادبان خورشیدی سپس باز می‌شود و سفر خود را به مریخ یا هلیوپوز آغاز می‌کند.
محققان دریافتند که روش انتقال مستقیم به بیرون به یک فضاپیمای بادبان خورشیدی اجازه می‌دهد تا در ۲۶ روز به مریخ برسد. فضاپیمایی که از روش انتقال به داخل استفاده می‌کند در ۱۲۶ روز به سیاره سرخ می‌رسد، اگرچه ۱۰۳ روز از آن بازه زمانی، مربوط به رسیدن موشک به محل مورد نظر برای استفاده از بادبان‌های خورشیدی است.
برای سفر به هلیوپوز، روش انتقال به داخل ۵.۳ سال طول کشید، در حالی که روش انتقال به بیرون ۴.۲ سال طول کشید.
روش انتقال به بیرون نیاز به ۱۰۳ روز سفر قبل از استقرار دارد، اما به دلیل اینکه بادبان خورشیدی در ۳۰۰ روز به حداکثر سرعت خود می‌رسد، سریعتر به هلیوسفر می‌رسد. با استفاده از روش انتقال به بیرون، دو سال طول می‌کشد تا به حداکثر سرعت خود برسد.
بخش بزرگی از دلیل اینکه بادبان‌های خورشیدی در شبیه سازی‌های دانشمندان می‌توانند به این مکان‌های دوردست با چنین سرعت بالایی برسند به موادی است که از آن ساخته شده اند. این مواد آئروگرافیت نام دارد.
نویسنده ارشد این مطالعه گفت: آئروگرافیت با چگالی کم خود ۰.۱۸ کیلوگرم بر متر مکعب، نسبت به سایر مواد معمولی برای بادبان خورشیدی مزیت بسیار بالایی دارد.
وی ادامه داد: با فرض اینکه رانش ایجاد شده توسط بادبان خورشیدی به طور مستقیم به جرم بادبان وابسته است، نیروی رانش حاصله بسیار بیشتر است. علاوه بر مزیت شتاب، خواص مکانیکی آئروگرافیت نیز شگفت انگیز است.
البته، با وجود سرعت باورنکردنی خود، بادبان‌های خورشیدی تنها قادر به حمل محموله‌های بسیار کوچک به مریخ یا اعماق فضا هستند. برای مثال، ماموریت Breakthrough Starshot امیدوار است روزی یک دوربین بسیار سبک را ظرف ۲۰ سال به نزدیک‌ترین منظومه ستاره‌ای ما، آلفا قنطورس بفرستد.
این محقق در ادامه افزود: بادبان خورشیدی پتانسیل ارسال سریع محموله‌های کوچک (زیر کیلوگرم) را در سراسر منظومه شمسی دارد.
وی ادامه داد: در مقایسه با پیشرانه‌های شیمیایی معمولی که می‌توانند صد‌ها تن محموله را به مدار پایین زمین بیاورند و بخش بزرگی از آن را به ماه، مریخ و فراتر از آن برسانند، این اندازه به‌طور مضحکی کوچک به نظر می‌رسد. اما ارزش کلیدی فناوری بادبان خورشیدی سرعت است.
از آنجایی که یک بادبان خورشیدی با موفقیت کار می‌کند، انجمن سیاره‌ای با ناسا و سایر سازمان‌ها در ماموریت‌های بادبان سبک آینده همکاری می‌کند. ناسا انتظار دارد فضاپیمای بادبان خورشیدی خود را در فوریه ۲۰۲۵ پرتاب کند.