Saulės burė
Saulės burės (arba šviesos burės, arba fotonų burės) - tai siūlomas erdvėlaivių varomosios jėgos būdas, kai naudojamas saulės šviesos spinduliuotės slėgis. Žodis "burė" vartojamas pagal analogiją su laivais, kurie judėjimui naudoja burę, kad panaudotų vėją. Pirmą kartą šią koncepciją XVII a. pasiūlė Johanesas Kepleris. Jis turėjo teoriją, kad bures galima pritaikyti "dangaus vėjams".
1865 m. Džeimsas Klerkas Maksvelas paskelbė elektromagnetinių laukų ir spinduliuotės teoriją. Jis įrodė, kad šviesa (viena iš elektromagnetinio spinduliavimo formų) gali slėgti objektą. Šis slėgis vadinamas spinduliavimo slėgiu. Tai suteikė pagrindą Saulės burių mokslui. Saulės spinduliuotė dėl atspindžio ir nedidelės sugertos dalies veikia burę.
Saulės slėgis veikia erdvėlaivius, esančius kosmose arba planetos orbitoje. Pavyzdžiui, į Marsą skrendantį tipinį erdvėlaivį Saulės slėgis perkelia už tūkstančių kilometrų. Poveikis numatomas planuojant. Tai daroma nuo pat pirmųjų tarpplanetinių erdvėlaivių, kurie buvo sukurti septintajame dešimtmetyje. Saulės slėgis taip pat turi įtakos erdvėlaivio orientacijai - šis veiksnys įtraukiamas į erdvėlaivių projektavimą.
Saulės burių koncepcija vėliau buvo panaudota mokslinėje fantastikoje, pavyzdžiui, Žiulio Verno kūriniuose.
Kaip gali atrodyti saulės burė (su mažu erdvėlaiviu).
20x20 m bandomoji burė
Teorija
Saulės burių idėja - panaudoti Saulės spinduliuotės slėgį erdvėlaivio judėjimui, greičiausiai naudojant didelius veidrodžius (didelius šviesą atspindinčius paviršius). Šio metodo trūkumas yra tas, kad sukuriama trauka yra labai maža. Privalumas tas, kad nereikia jokio raketinio kuro (kol yra šviesos). Dėl to jis laikomas galimu ateities erdvėlaivių variantu. Iki šiol eksperimentams naudotos tik nedidelės bandomosios versijos.
Pavyzdžiui, bendra jėga, veikianti 800 x 800 metrų Saulės burę, Žemės atstumu nuo Saulės sudaro apie 5 niutonus (1,1 lbf), todėl tai yra mažos traukos varomoji sistema, panaši į elektros varikliais varomus erdvėlaivius. Kadangi ji nenaudoja degalų, jėga veikia beveik nuolat. Bendras poveikis per tam tikrą laiką yra pakankamai didelis, kad jį būtų galima laikyti erdvėlaivių varymo būdu.
Istorija
Pirmą kartą šią koncepciją 1970-aisiais suplanavo panaudoti Bruce'as Murray'us ir Louisas Friedmanas, du NASA Reaktyvinių variklių laboratorijos Pasadenoje (Kalifornija) tyrėjai.
2010 m. gegužės 21 d. Japonijos kosmoso tyrimų agentūra (JAXA) sėkmingai paleido Saulės burę IKAROS (Interplanetary Kite-Craft Accelerated by Sun Radiation). Ji naudojo saulės burę kosmose tarp Žemės ir Veneros. Tai buvo pirmasis sėkmingas Saulės burės panaudojimas.
2010 m. NASA paleido saulės burės laivą NANOSEL-D2. Tai buvo pirmasis sėkmingas NASA saulės burės laivas.
2019 m. liepos 2 d. Jungtinėse Amerikos Valstijose įsikūrusi bendrovė "Planet Society" paleido palydovą "LightSail 2", sukurtą naudojant saulės burių technologiją. Lengvasis palydovas buvo paleistas "SpaceX" raketa "Falcon Heavy" iš Kenedžio kosmoso centro Floridoje. Tai buvo mažo biudžeto misija, finansuota 50 000 narių aukomis. Bendras biudžetas buvo mažesnis nei 7 mln. 2019 m. liepos pabaigoje "LightSail 2" atvėrė savo saulės burę. Tam prireikė maždaug 3 minučių.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra saulės burė?
A: Saulės burės (arba šviesos burės, arba fotonų burės) - tai siūlomas erdvėlaivių varomosios jėgos būdas, naudojantis saulės šviesos spinduliuotės slėgį.
K: Kas pirmasis pasiūlė saulės burės koncepciją?
A: Pirmasis šią koncepciją XVII a. pasiūlė Johannesas Kepleris.
K: Ką paskelbė Jamesas Clerkas Maxwellas, kuris padėjo pagrindą saulės burių mokslui?
A.: Džeimsas Klerkas Maksvelas paskelbė elektromagnetinių laukų ir spinduliuotės teoriją, kuri parodė, kad šviesa (viena iš elektromagnetinės spinduliuotės formų) gali daryti spaudimą objektui, vadinamąjį spinduliuotės spaudimą.
K: Kaip Saulės slėgis veikia erdvėlaivius?
A: Saulės slėgis veikia kosminius laivus, esančius kosmose arba skriejančius aplink planetą, perkeldamas juos už tūkstančių kilometrų ir paveikdamas jų orientaciją.
K: Kada planuojant tarpplanetines misijas pirmą kartą buvo atsižvelgta į šį poveikį?
A.: Tai buvo daroma nuo pirmųjų tarpplanetinių erdvėlaivių kūrimo laikų 1960-aisiais.
K.: Kokiomis kitomis aplinkybėmis buvo naudojama Saulės burių sąvoka?
A.: Saulės burės sąvoka buvo naudojama ir mokslinėje fantastikoje, pavyzdžiui, Žiulio Verno (Jules Verne) kūriniuose.
