Слънчево платно
Слънчево платно (или светлинно платно, или фотонно платно) е предложен метод за задвижване на космически кораби чрез използване на радиационното налягане, упражнявано от слънчевата светлина. Думата "платно" е по аналогия с лодките, които използват платно, за да използват вятъра за придвижване. Концепцията е предложена за пръв път през XVII в. от Йоханес Кеплер. Той е имал теория, че платната могат да бъдат адаптирани към "небесния бриз".
През 1865 г. Джеймс Клерк Максуел публикува теорията си за електромагнитните полета и излъчването. Той показва, че светлината (една от формите на електромагнитното излъчване) може да оказва натиск върху обект. Това налягане се нарича радиационно налягане. Това е основата на науката, която стои зад слънчевото платно. Слънчевата радиация оказва натиск върху платното поради отразяването и малка част, която се поглъща.
Слънчевото налягане въздейства върху космически апарати в космоса или в орбита около планета. Типичен космически апарат, който отива на Марс, например, се измества на хиляди километри под въздействието на слънчевото налягане. Ефектите се предвиждат при планирането. Това се прави още от времето на първите междупланетни космически кораби през 60-те години на миналия век. Слънчевото налягане влияе и върху ориентацията на кораба - фактор, който се включва в проектирането на космическите кораби.
Концепцията за слънчево платно по-късно е използвана в научната фантастика, например в произведенията на Жул Верн.
Как може да изглежда слънчево платно (с малък космически кораб).
Тестово платно 20x20 м
Теорията
Идеята на слънчевото платно е да се използва радиационното налягане от Слънцето за придвижване на космически кораб, вероятно с помощта на големи огледала (големи светлоотразяващи повърхности). Недостатъкът на метода е, че генерираната тяга е много малка. Предимството е, че не е необходимо гориво (стига да има светлина). В резултат на това той се счита за възможен вариант за бъдещи космически кораби. Досега като експерименти са използвани само малки тестови версии.
Общата сила, упражнявана върху слънчево платно с размери 800 на 800 метра, например, е около 5 нютона (1,1 lbf) на разстоянието от Земята до Слънцето, което го прави система за задвижване с ниска тяга, подобна на космическите кораби, задвижвани от електрически двигатели. Тъй като не използва гориво, силата се упражнява почти постоянно. Колективният ефект с течение на времето е достатъчно голям, за да се счита за начин за задвижване на космически кораби.
История
Плановете за първото използване на концепцията са направени през 70-те години на миналия век от Брус Мъри и Луис Фридман, двама изследователи в Лабораторията за реактивно движение на НАСА в Пасадена, Калифорния.
На 21 май 2010 г. Японската агенция за космически изследвания (JAXA) успешно изстреля слънчевото платно IKAROS (Interplanetary Kite-Craft Accelerated by Radiation Of The Sun). Той използва слънчево платно в пространството между Земята и Венера. Това беше първото успешно използване на слънчево платно.
През 2010 г. НАСА изстреля соларния платноход NANOSEL-D2. Това е първият успех на соларен платноход на НАСА.
На 2 юли 2019 г. базираното в САЩ дружество Planet Society изстреля спътника LightSail 2, проектиран по технологията на слънчевите платна. Лекият спътник беше изстрелян с ракетата Falcon Heavy на SpaceX от космическия център Кенеди във Флорида. Това беше нискобюджетна мисия, финансирана с дарения от 50 000 членове. Общият бюджет беше по-малко от 7 милиона щатски долара. В края на юли 2019 г. LightSail 2 отвори своето слънчево платно. Това стана за около 3 минути.
Въпроси и отговори
В: Какво представлява слънчевото платно?
О: Слънчевото платно (или светлинно платно, или фотонно платно) е предложен метод за задвижване на космически кораби, използващ радиационното налягане, упражнявано от слънчевата светлина.
В: Кой пръв предложи концепцията за слънчево платно?
О: Концепцията е предложена за пръв път през XVII век от Йоханес Кеплер.
Въпрос: Какво публикува Джеймс Клерк Максуел, за да създаде научната основа на слънчевото платно?
О: Джеймс Клерк Максуел публикува теорията си за електромагнитните полета и излъчването, която показва, че светлината (една от формите на електромагнитното излъчване) може да оказва натиск върху обект, известен като радиационно налягане.
В: Как слънчевото налягане действа върху космическите кораби?
О: Слънчевото налягане действа върху космически кораби в космоса или в орбита около планета, като ги премества на хиляди километри и влияе на ориентацията им.
В: Кога за първи път този ефект е взет предвид при планирането на междупланетни мисии?
О: Това се прави още от времето на първите междупланетни космически кораби през 60-те години на миналия век.
В: В какви други контексти е използвана концепцията за слънчево платно?
О: Концепцията за слънчево платно е използвана и в научната фантастика, например в произведенията на Жул Верн.
