Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA-zonnezeiltechnologie doorstaat cruciale implementatietest

NASA Marshall Space Flight Center-technologen Les Johnson en Leslie McNutt bij Redwire Space op 30 januari 2024, na een succesvolle inzettest op zonne-energie. NASA heeft een belangrijke technologische mijlpaal bereikt in de nieuwe fabriek van Redwire in Longmont, Colorado, met de succesvolle inzet van een van de vier identieke zonnezeilkwadranten. Credit:Redwire Space

In zijn jeugd werd NASA-technoloog Les Johnson gegrepen door de roman 'The Mote in God's Eye' uit 1974 van Jerry Pournelle en Larry Niven, waarin een buitenaards ruimtevaartuig, voortgestuwd door zonnezeilen, de mensheid bezoekt. Vandaag bereiden Johnson en een NASA-team zich voor op het testen van een soortgelijke technologie.

NASA blijft plannen ontvouwen voor zonnezeiltechnologie als een veelbelovende methode voor ruimtetransport. Het bureau heeft in januari een belangrijke technologische mijlpaal bereikt met de succesvolle inzet van een van de vier identieke zonnezeilkwadranten. De implementatie werd op 30 januari gedemonstreerd in de nieuwe vestiging van Redwire Corp. in Longmont, Colorado.

NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, leidt het zonnezeilteam, bestaande uit hoofdaannemer Redwire, die de inzetmechanismen en de bijna 30 meter lange gieken ontwikkelde, en onderaannemer NeXolve uit Huntsville, die het zeilmembraan leverde. Naast het leiden van het project ontwikkelde Marshall de algoritmen die nodig zijn om het zeil te besturen en ermee te navigeren wanneer het in de ruimte vliegt.

NASA en industriepartners gebruikten twee 100 -voet lichtgewicht composiet gieken om op 30 januari 2024 voor het eerst een prototype van een zonnezeilkwadrant van 400 vierkante meter uit te strekken. Terwijl slechts een kwart van het zeil werd uitgerold tijdens de inzet op Redwire, het volledige zeil zal 17.780 vierkante voet meten wanneer het volledig is uitgevouwen, met een dikte van minder dan een mensenhaar (2,5 micron). Het zeil is gemaakt van een polymeermateriaal bedekt met aluminium. Credit:Redwire Space

Het zeil is een voortstuwingssysteem dat wordt aangedreven door zonlicht dat door het zeil wordt weerkaatst, net zoals een zeilboot de wind weerkaatst. Terwijl slechts een kwart van het zeil werd uitgerold tijdens de inzet bij Redwire, zal het volledige zeil 17.780 vierkante voet meten wanneer het volledig is uitgevouwen, met een dikte van minder dan een mensenhaar (2,5 micron). Het zeil is gemaakt van een polymeermateriaal bedekt met aluminium.

Het Directoraat voor Wetenschapsmissies van NASA heeft onlangs de zonnezeiltechnologie gefinancierd om een ​​nieuw technologiegereedheidsniveau te bereiken, of TRL 6, wat betekent dat het klaar is voor voorstellen om op wetenschappelijke missies te worden gevlogen.

"Dit was een belangrijke laatste stap voordat het klaar is om te worden voorgesteld voor ruimtemissies", zei Johnson, die al zo'n 25 jaar betrokken is bij zeiltechnologie bij Marshall. "Het volgende is dat wetenschappers het gebruik van zonnezeilen in hun missies voorstellen. We hebben ons doel bereikt en aangetoond dat we klaar zijn om gevlogen te worden."

Een zonnezeil dat door de diepe ruimte reist, biedt veel potentiële voordelen voor missies waarbij deze technologie wordt gebruikt, omdat er geen brandstof voor nodig is, waardoor zeer hoge voortstuwingsprestaties met zeer weinig massa mogelijk zijn. Dit voortstuwingssysteem in de ruimte is zeer geschikt voor missies met een lage massa in nieuwe banen.

"Als je eenmaal weg bent van de zwaartekracht van de aarde en de ruimte in gaat, is efficiëntie en voldoende stuwkracht van belang om van de ene positie naar de andere te reizen," zei Johnson.

Enkele van de interessante missies waarbij zonnezeiltechnologie wordt gebruikt, zijn onder meer het bestuderen van ruimteweer en de effecten ervan op de aarde, of voor geavanceerde studies van de noord- en zuidpool van de zon. Dit laatste is beperkt omdat de voortstuwing die nodig is om een ​​ruimtevaartuig in een polaire baan rond de zon te krijgen erg hoog is en eenvoudigweg niet haalbaar is met de meeste voortstuwingssystemen die vandaag de dag beschikbaar zijn.

De voortstuwing van zonnezeilen is ook mogelijk voor het verbeteren van toekomstige missies naar Venus of Mercurius, gezien hun nabijheid tot de zon en de grotere stuwkracht die een zonnezeil zou bereiken in het intensere zonlicht daar.

Bovendien is het het ultieme groene voortstuwingssysteem, zei Johnson:zolang de zon schijnt, zal het zeil voortstuwing hebben. Waar het zonlicht minder is, stelt hij zich een toekomst voor waarin lasers kunnen worden gebruikt om de zonnezeilen tot hoge snelheden te versnellen, waardoor ze buiten het zonnestelsel en verder worden geduwd, misschien zelfs naar een andere ster.

‘In de toekomst zouden we grote lasers in de ruimte kunnen plaatsen die hun stralen op de zeilen laten schijnen als ze het zonnestelsel verlaten, waardoor ze naar steeds hogere snelheden worden versneld, totdat ze uiteindelijk snel genoeg gaan om in een redelijke hoeveelheid tijd een andere ster te bereiken. tijd."

Meer informatie: Voor meer informatie over zonnezeilen en andere geavanceerde ruimtetechnologie van NASA, zie www.nasa.gov/space-technology-mission-directorate

Geleverd door NASA