I sin ungdom nitades NASA-teknologen Les Johnson av 1974 års roman "The Mote in God's Eye", av Jerry Pournelle och Larry Niven, där en utomjordisk rymdfarkost som drivs av solsegel besöker mänskligheten. Idag förbereder Johnson och ett NASA-team för att testa en liknande teknik.
NASA fortsätter att lägga fram planer för solsegelteknologi som en lovande metod för rymdtransport. Byrån klarade en viktig teknisk milstolpe i januari med den framgångsrika utbyggnaden av en av fyra identiska solsegelkvadranter. Utplaceringen visades upp den 30 januari på Redwire Corps nya anläggning i Longmont, Colorado.
NASA:s Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama, leder solsegelteamet, bestående av huvudentreprenören Redwire, som utvecklade utbyggnadsmekanismerna och de nästan 100 fot långa bommarna, och underleverantören NeXolve, från Huntsville, som tillhandahöll segelmembranet. Förutom att leda projektet utvecklade Marshall de algoritmer som behövs för att styra och navigera med seglet när det flyger i rymden.
Seglet är ett framdrivningssystem som drivs av solljus som reflekteras från seglet, ungefär som en segelbåt reflekterar vinden. Medan bara en fjärdedel av seglet vecklades ut i utbyggnaden vid Redwire, kommer hela seglet att mäta 17 780 kvadratfot när det är fullt utplacerat, med en tjocklek mindre än ett människohår på 2 och en halv mikron. Seglet är tillverkat av ett polymermaterial belagt med aluminium.
NASA:s Science Mission Directorate finansierade nyligen solsegelteknologin för att nå en ny teknikberedskapsnivå, eller TRL 6, vilket betyder att den är redo för förslag som kan flygas på vetenskapsuppdrag.
"Detta var ett stort sista steg på marken innan det är redo att föreslås för rymduppdrag," sa Johnson, som har varit involverad i segelteknologi vid Marshall i cirka 25 år. "Vad som är nästa är för forskare att föreslå användning av solsegel i sina uppdrag. Vi har nått vårt mål och visat att vi är redo att flygas."
Ett solsegel som reser genom rymden ger många potentiella fördelar för uppdrag som använder tekniken eftersom det inte kräver något bränsle, vilket tillåter mycket hög framdrivningsprestanda med mycket liten massa. Detta framdrivningssystem i rymden är väl lämpat för lågmassauppdrag i nya banor.
"När du kommer bort från jordens gravitation och ut i rymden, är det viktigt effektivitet och tillräckligt med dragkraft för att resa från en position till en annan," sa Johnson.
Några av uppdragen av intresse med hjälp av solsegelteknologi inkluderar att studera rymdväder och dess effekter på jorden, eller för avancerade studier av solens nord- och sydpol. Det senare har begränsats eftersom den framdrivning som krävs för att få en rymdfarkost i en polär omloppsbana runt solen är mycket hög och helt enkelt inte genomförbar med de flesta av de framdrivningssystem som finns tillgängliga idag.
Framdrivning av solsegel är också möjlig för att förbättra framtida uppdrag till Venus eller Merkurius, med tanke på deras närhet till solen och den ökade dragkraft som ett solsegel skulle uppnå i det mer intensiva solljuset där.
Dessutom är det det ultimata gröna framdrivningssystemet, sa Johnson – så länge solen skiner kommer seglet att ha framdrivning. Där solljuset är mindre föreställer han sig en framtid där lasrar kan användas för att accelerera solseglen till höga hastigheter, föra dem utanför solsystemet och bortom, kanske till och med till en annan stjärna.
"I framtiden kan vi placera stora lasrar i rymden som lyser sina strålar på seglen när de lämnar solsystemet och accelererar dem till högre och högre hastigheter, tills de till slut går tillräckligt snabbt för att nå en annan stjärna i en rimlig mängd tid."
Mer information: För att lära dig mer om solsegel och annan avancerad rymdteknik från NASA, se www.nasa.gov/space-technology-mission-directorate
Tillhandahålls av NASA
