يتم استكشاف الفضاء بواسطة التكنولوجيا - في بعض الأحيان حرفيا في حالة تقنيات الدفع. أشرعة شمسية هي إحدى تقنيات الدفع التي حظيت باهتمام كبير مؤخرًا. لديهم بعض المزايا الواضحة ، مثل عدم الحاجة إلى الوقود ، وقدرتها على الاستمرار إلى أجل غير مسمى تقريبًا. لكن لديهم بعض العيوب أيضًا ، ليس أقلها صعوبة نشرهم في الفضاء. الآن ، فريق من وكالة ناسا مركز أبحاث لانجلي لقد طوروا وقتًا جديدًا من الازدهار المركب الذي يعتقدون أنه يمكن أن يساعد في حل هذا الضعف في الأشرعة الشمسية ، ولديهم مهمة عرض تكنولوجي قادمة العام المقبل لإثبات ذلك.
المهمة المعروفة باسم 'نظام الشراع الشمسي المتقدم المركب' ( ACS3 ) تم تصميم المهمة حول 12U كيوبسات ، والتي تبلغ 23 سم × 23 سم × 34 سم (9 × 9 × 13 بوصة). سيأتي الشراع الشمسي الذي تأمل في نشره على مساحة 200 متر مربع تقريبًا (527 قدمًا مربعة) ، وسوف يتناسب مع أذرعه المركبة داخل حاوية CubeSat ، وهي ليست أكبر بكثير من فرن محمصة.
أذرع التطويل نفسها مصنوعة من مركب جديد أخف بنسبة 75٪ من أذرع التطويل السابقة القابلة للنشر ، بينما تعاني أيضًا من 1٪ فقط من التشويه الحراري الذي تعرضت له أذرع التطويل المعدنية السابقة. كما أنها تتدحرج بسهولة إلى بكرة قطرها 18 سم (7 بوصة) يمكن تخزينها بسهولة ونشرها بسهولة بمجرد أن يكون CubeSat في الفضاء.
لا تزال آلية نشرها تتطلب طاقة ، لذا ستستخدم مهمة ACS3 لوحة شمسية صغيرة لتجميع طاقة كافية لتمكين هذا النشر. ولكن بمجرد أن يتم نشرها بالكامل ، ستتحول المهمة إلى عرض تقني لضبط مدار CubeSat فعليًا باستخدام ضغط الإشعاع الشمسي - القوة الدافعة للأشرعة الشمسية.
فيديو من لانجلي يشرح تطور حواجز التطويق المركبة وكيف سيتم استخدامها في مهمة البنادق ذاتية الدفع (ACS3).
الائتمان - قناة NASA Langley Research Center على موقع YouTube
الأشرعة الشمسية نفسها لا تكون فعالة إلا بقدر ما يسمح لها حجمها أن تكون - الأحجام الأكبر تعني ضغط إشعاعي أكبر وتسريعًا أسرع. لذلك ، يعمل الفريق الذي يقف وراء أذرع التطويل المركبة أيضًا على تطوير نظام ذراع أكبر من شأنه أن يسمح لهم بنشر أشرعة شمسية ستأتي على مساحة ضخمة تبلغ نصف فدان (2000 متر مربع). يجب أن تكون مكباتها أطول قليلاً ، لكن نسبة التكلفة إلى الفائدة ضخمة.
يمكن أيضًا استخدام هذه الأذرع خارج عالم الأشرعة الشمسية أيضًا. تشمل الاستخدامات الواضحة الأخرى المكونات الهيكلية للقواعد القمرية لأبراج الاتصالات ، كسقالات لمواقع تشييد الفضاء ، أو كسلالم في المحطات الفضائية. تدعم المواد العديد من جوانب المساعي البشرية بحيث يمكن لمادة جديدة وخفيفة ومرنة حرارياً أن تجد عددًا لا يحصى من الاستخدامات داخل وخارج الأرض.
ثلاث صور للمادة المركبة المستخدمة في أذرع التطويل.
الائتمان - ناسا
ولكن قبل أن تتحقق هذه الاستخدامات ، يجب أن تثبت نفسها في أول حالة استخدام لها - مهمة ACS3. ستحمل البعثة أيضًا كاميرات على متنها لمراقبة عملية نشر ذراع الرافعة ، فضلاً عن جودة الشراع في الفضاء. مع الحظ ، ستكون هناك بعض الصور الجميلة لشراع شمسي كبير يحيط بـ CubeSat عند إطلاق المهمة ، ونأمل أن تكون في وقت ما من العام المقبل.
يتعلم أكثر:
ناسا - نظام الشراع الشمسي المركب المتقدم: استخدام ضوء الشمس لتشغيل استكشاف الفضاء العميق
ناسا تيكبورت - الشراع الشمسي المتقدم المركب 3 (ACS3)
Space.com - ناسا تختبر تقنية جديدة للشراع الشمسي مع إطلاقها في عام 2022
ميكانيكا شعبية - الشراع الشمسي الجديد التابع لوكالة ناسا لا يشبه أي شراع آخر
الصورة الرئيسية:
انتشار تصور الفنان لشراع شمسي بالكامل في مدار حول الأرض
الائتمان - ناسا
