Zonnezeiltechnologie is al tientallen jaren een droom van velen. De eenvoudige elegantie van zeilen op de lichtgolven van de zon heeft een dromerig aspect dat tot de verbeelding spreekt van zowel ingenieurs als schrijvers. De praktische aspecten van de hoeveelheid ontvangen energie in vergelijking met de hoeveelheid energie die nodig is om nuttige ladingen te verplaatsen, hebben deze dromen echter weer werkelijkheid gemaakt. Nu ontwikkelt een team onder leiding van Amber Dubill van het John Hopkins University Applied Physics Laboratory en ondersteund door het NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC)-programma nieuwe zonnezeilarchitectuur die mogelijk al zijn geweldige app heeft gevonden:heliofysica.

De techniek die ze gebruiken staat bekend als diffractief licht zeilen. Het heeft aanzienlijke voordelen ten opzichte van bestaande zonnezeiltechnologie, waaronder de mogelijkheid om te draaien. Dat is een groot probleem voor de meeste zonnezeilen, die aan effectiviteit inboeten als ze niet direct naar de zon gericht zijn. Diffractie zorgt ervoor dat licht zich verspreidt wanneer het door een opening gaat. Door deze eigenschap in een zonnezeilmateriaal te gebruiken, kan een vaartuig zich van de zon afwenden terwijl het nog steeds de druk van het licht krijgt die het in welke richting het ook draait, duwt.

Om zo'n diffractieve druk te creëren, creëerde het team een ​​materiaal met zeer kleine roosters erin ingebed om het licht te buigen op een oppervlak dat nog steeds zou kunnen profiteren van de kracht die ontstaat wanneer dat licht wordt geabsorbeerd. Hierdoor zou elk ruimtevaartuig dat het zeil als voortstuwingssysteem gebruikt, enigszins van de zon kunnen draaien en toch profiteren van een krachtige duw van de fotonen van het licht.

Om deze technologie te bewijzen, ondersteunt het NIAC het met een Fase III-subsidie ​​na het succesvol afronden van Fase I en Fase II in de afgelopen jaren. Fase III wordt geleverd met $ 2 miljoen aan financiering voor twee jaar om de ontwikkeling van het materiaal dat op het zonnezeil wordt gebruikt voort te zetten, met als hoogtepunt grondtests die een voorbode kunnen zijn van een overstap naar gebruik in de verre ruimte.

Diepe ruimte is de meest waarschijnlijke plaats voor een toepassing zoals deze diffractieve zeilen. In het bijzonder denken de onderzoekers dat ze een belangrijke rol zullen spelen in de heliofysica. Traditionele voortstuwingstechnologieën werken niet goed rond de polen van de zon, gezien de magnetische interferentie in die ruimte. Traditionele zonnezeilen zouden ook niet goed werken, omdat het invallende licht dat op deze locaties valt ze ofwel verder van de zon zou duwen of ze helemaal niet zou duwen.

Met een diffractief zonnezeil kan een ruimtevaartuig zich nog steeds in de juiste richting oriënteren en tegelijkertijd de kracht van het licht gebruiken om effectief te bewegen. Hierdoor zou een vaartuig dat is uitgerust met een vaartuig de zon kunnen observeren vanuit een nooit eerder geziene hoek. Maar er is nog een lange weg te gaan voordat een vaartuig ermee is uitgerust. Het financieringstraject voorbij Fase III van NIAC is voorlopig op zijn best duister, en er zal nog meer ontwikkelingswerk moeten worden gedaan na nog twee jaar van ontwikkeling. Maar met een beetje geluk kan een nieuw type zonnezeil worden bevestigd aan de volgende generatie heliofysica-labs. En het kan uiteindelijk ook in veel andere programma's worden gebruikt. + Verder verkennen

Door NASA ondersteund zonnezeil kan de wetenschap naar nieuwe hoogten brengen