Verstreute Sonnensegel, die in dieser konzeptionellen Illustration gezeigt werden, können Missionen an schwer zugänglichen Orten ermöglichen, wie z. B. Umlaufbahnen an den Polen der Sonne. Bildrechte: Mackenzie Martin
Wenn[{“attribute=”“>dieErforschungderNASAdieGrenzenweitererweitert[{“attribute=”“>l’exploraciódelaNASAcontinuaampliantelslímitsl’agènciahaseleccionatunnouconceptedevelasolarperaldesenvolupamentcapaunamissiódedemostracióquepodriaportarlaciènciaanovesdestinacions[{“attribute=““>NASA’sexplorationcontinuestopushboundariesanewsolarsailconcepthasbeenselectedbytheagencyfordevelopmenttowardademonstrationmissionthatcouldcarrysciencetonewdestinations
Das Diffractive Solar Sailing-Projekt wurde für die Phase-III-Studie im Rahmen des Innovative Advanced Concepts (NIAC)-Programms der NASA ausgewählt. Phase III zielt darauf ab, NIAC-Konzepte mit den größten potenziellen Auswirkungen für die NASA, andere Regierungsbehörden oder Geschäftspartner strategisch umzustellen.
„Da wir uns mehr denn je über den Kosmos hinauswagen, werden wir innovative, hochmoderne Technologien brauchen, um unsere Missionen voranzutreiben“, sagte NASA-Administrator Bill Nelson. “Das Innovative Advanced Concepts-Programm der NASA hilft dabei, visionäre Ideen wie neue Sonnensegel freizusetzen und sie der Realität näher zu bringen.”
Wie ein Segelboot, das den Wind nutzt, um den Ozean zu überqueren, nutzen Sonnensegel den Druck des Sonnenlichts, um ein Raumschiff durch den Weltraum zu treiben. Bestehende reflektierende Sonnensegeldesigns sind normalerweise sehr groß und sehr dünn und werden durch die Richtung des Sonnenlichts begrenzt, was sie dazu zwingt, Leistung und Navigation in Einklang zu bringen. Diffraktive Lichtkerzen würden kleine Gitter verwenden, die in dünne Filme eingebettet sind, um eine Lichteigenschaft namens Beugung zu nutzen, die dazu führt, dass Licht gestreut wird, wenn es durch eine enge Öffnung tritt. Dies würde es dem Raumfahrzeug ermöglichen, das Sonnenlicht effizienter zu nutzen, ohne die Manövrierfähigkeit zu beeinträchtigen.
„Die Erforschung des Universums bedeutet, dass wir neue Werkzeuge, neue Ideen und neue Wege brauchen“, sagte Jim Reuter, stellvertretender Direktor des Space Technology Mission Management (STMD) der NASA im Hauptquartier der NASA und Washington. “Unser Ziel ist es, während ihres gesamten Lebenszyklus in diese Technologien zu investieren, um ein robustes Innovationsökosystem zu unterstützen.”
Von der bemannten Weltraumforschung bis hin zu fortschrittlichen Antrieben und Robotik zielt das Innovative Advanced Concepts (NIAC) der NASA darauf ab, das Mögliche zu verändern, indem es die Weltraumtechnologieforschung im Frühstadium unterstützt, die die Weltraumtechnologie grundlegend verändern könnte. Bildnachweis: NASA
Der NIAC-Phase-III-Preis wird dem Forschungsteam zwei Jahre lang 2 Millionen US-Dollar zur Verfügung stellen, um die Technologie in Vorbereitung auf eine mögliche zukünftige Demonstrationsmission voranzutreiben. Das Projekt wird von Amber Dobell vom Laboratory of Applied Physics der Johns Hopkins University in Laurel, Maryland, geleitet.
“NIAC ermöglicht es uns, einige der innovativsten technologischen Konzepte in der Luftfahrt voranzutreiben”, sagte Mike LaPointe, amtierender Exekutivdirektor des NIAC-Programms im NASA-Hauptquartier. “Unser Ziel ist es, potenzielle Versprechungen zu ändern, und reflektierende Sonnensegel tun genau das für eine Reihe aufregender neuer Missionsanwendungen.”
Reflektierende Lichtsegel würden die Kapazität eines Sonnensegels weit über das hinaus erweitern, was bei derzeit in der Entwicklung befindlichen Missionen möglich ist. Das Projekt wird von Amber Dobell vom Laboratory of Applied Physics der Johns Hopkins University in Laurel, Maryland, geleitet. Die Realisierbarkeit des Konzepts wurde zuvor während der NIAC Phase I und Phase II Awards unter der Leitung von Dr. Grover Schwazlander vom Rochester Institute of Technology in New York, der weiterhin Co-Forscher des Projekts ist. Les Johnson, der zwei der bevorstehenden Solarsegel-Missionen der NASA am Marshall Space Flight Center der NASA in Huntsville, Alabama, leitet, ist ebenfalls assoziierter Forscher. Bei früheren Auszeichnungen hat das Team verschiedene Arten von Beugungssegelmaterialien entworfen, hergestellt und getestet; Es wurden Experimente durchgeführt und neue Navigations- und Steuerungsschemata für eine möglicherweise umgeleitete optische Navigationsmission um die Pole der Sonne entwickelt.
Phase-III-Arbeiten werden das Segelmaterial verbessern und Bodentests zur Unterstützung dieser konzeptionellen Solarmission durchführen. Umlaufbahnen am Nord- und Südpol der Sonne sind mit herkömmlichen Raumfahrzeug-Antriebssystemen nur schwer zu erreichen. Angetrieben durch den konstanten Druck der Sonnenstrahlen könnten lichtreflektierende Scheinwerfer eine Gruppe von wissenschaftlichen Raumfahrzeugen starten, die die Pole der Sonne umkreisen, unser Verständnis der Sonne erweitern und unsere Fähigkeiten zur Vorhersage von Weltraumwetter verbessern.
„Reflektierende Schattenkerzen sind eine moderne Version der jahrzehntealten Vision von photovoltaischen Lichtern. Während diese Technologie viele Missionsstrukturen verbessern kann, ist sie bereit, den Bedarf der Solarphysik-Community an einzigartigen Solarüberwachungsfunktionen stark zu beeinflussen“, sagte er. „Mit der kombinierten Erfahrung unseres Teams in den Bereichen Optik, Weltraum, konventionelle Sonnensegel und Metamaterialien hoffen wir, dass Wissenschaftler die Sonne wie nie zuvor sehen können.“
NIAC unterstützt visionäre Forschungsideen durch ein mehrstufiges Studienphasenprogramm. Die NASA kündigte im Februar 2022 17 Auswahlmöglichkeiten für Vorschläge der ersten und zweiten Phase an.