新しい(回折)ソーラーセイルは宇宙探査に革命を起こす可能性があります

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プログラム中 NASAの革新的な高度なコンセプト (NIAC)、アメリカの宇宙機関は、新しい目標への道を開くことができるソーラーセイルプロジェクトを選択しました。 ディフラクティブソーラーセイルと呼ばれるこの革新は、既存のソーラーセイルよりもはるかに効率的であることが証明される可能性があります。 回折現象のおかげで、集めた太陽光を最大限に活用することができます。 したがって、この帆を装備した宇宙船は、より効率的で便利です。

今日のほとんどの宇宙船はロケットエンジンまたはイオンエンジンで動作します。 したがって、宇宙を航行する帆船を想像するのは奇妙です。 しかし、サンセイルのドライブはすでに証明されています。 明らかに、発生する推力が小さいため、この装置は機械が地面から離れることができませんが、軌道上または脱出速度に達したときの装置には非常に役立ちます。

このコンセプトは、2010年に発足した宇宙航空研究開発機構(JAXA)によって特にテストされました。 彼の船IKAROS 表面の10%が太陽電池で覆われた200m²のポリイミドオーニングを備えています。 この技術的なデモンストレーションは、このタイプの推進力の性能を評価することを目的としています。 最近では、宇宙探査を専門とする世界的な非営利団体である惑星協会も、LightSail1と2つのプロジェクトを通じてソーラーナビゲーションをテストしました。 ライトセイル2、それぞれ2015年と2019年に導入されました。 ライトセイル2は今日もその使命を継続しており、このタイプの推進力に関する重要なデータの収集を可能にしています。

回折現象に基づく帆

ソーラーセイルは、太陽光からの光子が表面に当たるときにかかる圧力(放射圧と呼ばれる)のために機能します。 この力は比較的弱いですが、帆が大きく反射するほど、帆は大きくなります(粒子が吸収されるのではなく反射する場合は、2倍の運動量を伝達します)。 帆のピッチを変更することにより、加えられた力に作用することが可能になります-ライトに多かれ少なかれ帆の領域を提供することによって-したがって、船を操縦します(帆船のように)。

このタイプの推進力の主な利点は、燃料が不足していることです。これにより、船は太陽系を探索するための非常に長い距離を移動できます。 ただし、この概念には一定の制限があります。推力は、光線が帆に直接向けられている場合にのみ最大になります。 したがって、そのような帆を装備した船はどの方向にも移動できないため、操縦性は制限されます。

回折ソーラーセイルプロジェクト この「バグ」を回避することを正確に目指しています。 実際、この技術は光の回折現象を利用しています。 光波が障害物の端(たとえば、不透明なプレートのスリットやその他の狭い開口部)に当たると、元の軌道から偏向され、反対側でさまざまな方向に伝播します。 これはまさに、この新しいサンセイルが達成しようとしている効果です。薄いホイルに統合され、受け取った光をセイル全体に分散させるいくつかの小さなネットワークで構成されます。 理論的には、これにより、宇宙船は機動性を犠牲にすることなく、太陽光をより効率的に使用できるようになります。

この技術は、太陽の極の周りの軌道など、従来のタイプの推進力では到達するのが特に難しい場所へのミッションを想定することを可能にする可能性があります。 この場所に配置された科学機器は、太陽の理解と宇宙天気を予測する能力を向上させるでしょう。

ヘリオフィジカルサイエンスの重要なプロジェクト

「」 宇宙を探索するということは、新しいツール、新しいアイデア、そして回避するための新しい方法が必要であることを意味します »、 ジム・ロイターは声明で述べた、NASAの宇宙技術ミッション局(STMD)の副管理者。 このため、NASAは最も創造的で有望なプロジェクトに投資することを躊躇しません。 「」 私たちの目標は、可能なことを変えることです。DiffractiveSolar Sailは、さまざまなエキサイティングな新しいミッションアプリケーションでそれを実現することを約束します。 NIACプログラムマネージャーを務めるMikeLaPointeが追加されました。

回折ソーラーセイルがNIACプログラムのフェーズIIIに選ばれたので、メリーランド州ローレルにあるジョンズホプキンス大学の応用物理研究所のアンバーダビルが率いるプロジェクトチームは、継続するために2年間で200万米ドルの資金を提供しています。その技術の開発。

帆は強くて軽い必要があります。 回折現象のおかげで、これまでにテストされたソーラーセイルよりも小さくなる可能性があります。 Dubillと彼の同僚は、回折ベール用のさまざまなタイプの材料をすでに設計、製造、およびテストしています。 彼らの新しい資金は、この資料をさらに強化するでしょう。 また、将来のミッションに最適な準備をするために、いくつかの地上テストを実施する予定です。

チームは、その回折帆が比類のないソーラービューイング機能を提供することを確信しています。 画像やその他のデータを収集するために、太陽の周りに回折ソーラーセイルの星座全体を配置する計画もあります。 「」 光学、航空宇宙、従来のソーラーセイル、メタマテリアルに関するチームの専門知識を組み合わせることで、科学者がこれまでにない方法で太陽を研究できるようになることを願っています。 プロジェクトマネージャーは言った。

ソース : NASA

Sako Masahiro

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