Elektryczny żagiel słoneczny

Fiński Instytut Meteorologiczny ma prowadzić międzynarodowy projekt badawczy mający na celu zbudowanie elektrycznego żagla słonecznego. Projekt ESAIL jest finansowany przez Unię Europejską, która przeznaczyła na niego 1,7 miliona euro.

Elektryczny żagiel słoneczny może pozwolić na szybsze i tańsze misje badawcze bezzałogowych sond w całym układzie słonecznym. Jego prostsza wersja, hamulec plazmowy, może ułatwić deorbitowanie zbędnych satelitów w celu zmniejszenia problemu orbitującego dookoła Ziemi złomu.

Koncepcja elektrycznego żagla słonecznego - koncentrycznej gwiazdy z 50 do 100 bardzo cienkich (ok. 25 mikronów średnicy) i bardzo długich (ok. 20 km) przewodów elektrycznych - wykorzystuje zasilany energią słońca miotacz elektronów do utrzymania wysokiego potencjału dodatniego na całej gwieździe przewodów. Naładowane elektrycznie przewody roztaczają dookoła siebie pole zatrzymujące wiatr słoneczny, składający się z naładowanych elektrycznie cząstek. To powoduje, że pojazd z żaglem elektrycznym jest odpychany od Słońca. Rozwiązanie to jest podobne do klasycznego żagla słonecznego, wykorzystującego ciśnienie światła, a nie wiatru naładowanych cząstek, ale ponieważ może wykorzystać cienkie druty zamiast gigantycznej płachty materiału pozwala na osiągnięcie większego ciągu za niższą masę napędu.

Głównym ograniczeniem elektrycznego żagla - podobnie jak żagla fotonowego - jest to, że umożliwia on uzyskanie ciągu tylko w kierunku "od Słońca". Jednak możliwa jest pewna zmiana kierunku ciągu przez ułożenie żagla na ukos, co w połączeniu z wykorzystaniem mechaniki orbitalnej pozwala również na manewry zbliżania się do Słońca przez hamowanie na orbicie. Nie jest to dokładnie to samo, co halsowanie pod żaglami jednostek pływających - to wykorzystuje różnicę oporu dwóch środków, w których porusza się statek żaglowy, czyli wody i powietrza - ale pozwala na bardzo elastyczne wykorzystanie napędu.

Ponieważ żagiel elektryczny może zapewniać 1 Newtona ciągu przy wadze całego systemu wynoszącej zaledwie 100 kg, i nie wymaga do działania zapasu masy reakcyjnej, to w misjach na duże odległości może mieć 100 do 1000 razy większą wydajność od stosowanych obecnie rakiet chemicznych i elektrycznych silników jonowych.

W ciągu nadchodzących lat żagiel elektryczny oraz hamulec plazmowy zostaną przetestowane przez nanosatelity ESTCube-1 z Estonii oraz Aalto-1 z Finlandii.

[na podstawie informacji prasowych Fińskiego Instytut Meteorologii , E-Sail , przez Next Big Future ]

Leszek Karlik

Więcej o: