LightSail 2 har framgångsrikt distribuerat sina solsegel. Strax efter 12:00 PST twittrade The Planetary Society att seglen var utplacerade och att rymdfarkosten seglade med solljus. Vi kan alla njuta av deras framgång och börja undra hur solsegel kommer att passa in i mänsklighetens planer för rymdutforskning.
Uppdatering: Den här artikeln har uppdaterats med nya bilder från LightSail2.
SEGELINSTÄLLNINGEN KLART! Vi seglar på SUNLIGHT!!!!! pic.twitter.com/PA74NMa7Ry
— Planetary Society (@exploreplanets) 23 juli 2019
Detta är ett dramatiskt ögonblick för LightSail 2 och för The Planetary Society, världens största icke-vinstdrivande rymdorganisation. LightSail 2 är den tredje rymdfarkosten i deras LightSail-program. Den lanserades den 25 juni och har varit i omloppsbana sedan dess, förbereder sig för utplacering av segel och skickar några söta bilder på jorden .
En dramatisk bild av seglen som sätts ut, med du-vet-vad i bakgrunden. Bildkredit: The Planetary Society.
En serie tweets från The Planetary Society berättade historien under hela morgonen.
Segelplacering är en manuell tvåstegsprocedur som initieras av marksystemteamet. Först måste laget 'beväpna' seglet för utplacering och sedan skicka kommandot att utplacera seglet. Om allt går som det ska, bör telemetri visa att antalet motorer ökar.
— Planetary Society (@exploreplanets) 23 juli 2019
LightSail 2:s segel är faktiskt ett system av fyra mindre triangulära segel som gör en stor kvadrat när de används. När seglet väl är utplacerat mäter det 32 kvadratmeter eller 340 kvadratfot. När det väl är utplacerat kan det användas för att höja rymdfarkostens omloppsbana, vilket visar kraften och användbarheten av solsegel.
Det utplacerade lätta seglet mäter 32 kvm, eller 340 kvm. Bildkredit: The Planetary Society.
MOTOR PÅ. Telemetri visar #LightSail2 s segelplaceringsmotor är aktiv.
— Planetary Society (@exploreplanets) 23 juli 2019
Därefter kom lite telemetri från den lilla satelliten, som visade att antalet motorer ökade. Telemetri visade också att kamerorna var aktiva.
INSTÄLLNINGEN AVSLUTAD! Telemetri visar att motorn har nått mål! pic.twitter.com/GhKv3ptdQS
— Planetary Society (@exploreplanets) 23 juli 2019
Denna gif är från LightSail 2:s kamera 1 och visar solseglet som används. Bildkredit: The Planetary Society
Solar Sail Technology
Om du inte är bekant med solsegelteknik är idén relativt enkel, åtminstone i teorin.
Ett solsegel utnyttjar rörelsemängden från fotonerna som kommer från solen, ungefär på samma sätt som en segelbåt fångar energin i vinden. Det lätta seglet fångar inte fotonerna. Fotonerna studsar bort från den reflekterande ytan och driver fram seglet. Det är lätt, enkel teknik som har stor potential.
I rymdens vakuum fungerar det. Det finns inget motstånd mot rymdfarkostens fart, så med tiden, när fler och fler fotoner studsar av den, ökar dess hastighet. Allt utan att bära något bränsle eller annat framdrivningssystem.
På vissa sätt är solseglet exakt som ett segel på en båt. Seglet kan riktas i vinklar för att styra rymdfarkostens färd. Om seglen är riktade direkt mot solen kommer rymdfarkosten att färdas direkt bort från solen. Men genom att slå, eller ändra vinkeln på seglen, kan en rymdfarkost som använder solsegel styra och driva sig själv genom solsystemet och vidare.
En konstnärs illustration av Japans rymdfarkost IKAROS, den första rymdfarkosten som framgångsrikt demonstrerade solsegelteknologi. Bildkredit: Av Andrzej Mirecki – Eget arbete, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=14656159
De får också mer och mer fart när de reser. De kan fortsätta att accelerera så länge fotoner träffar dem. En rymdfarkost med solsegel kan nå hastigheter som en kemisk raket aldrig kan nå, även om de uppenbarligen inte kan fly från jordens gravitationskraft på egen hand.
Denna gif är från LightSail 2:s Camera 2. Bildkredit: The Planetary Society
Självklart kan momentumet inte öka i samma takt för alltid. Ju längre ett solsegel kommer från solen, desto färre fotoner träffar det. Och även om den inte saktar ner i rymdens tomhet, kommer dess accelerationshastighet att minska.
Av alla dessa skäl är solsegel inriktade på långa resor, där det enkla men effektiva framdrivningssystemet kan lysa. Det finns till och med tanken att lasrar kan riktas mot solsegel för att hjälpa dem att accelerera ännu mer.
Laserassisterade solsegel
De Genombrott Starshot Projektet syftar till att skicka en flotta av små rymdfarkoster för solsegel till vår närmaste stjärngranne, Alpha Centauri. Istället för att förlita sig enbart på solens energi för att komma dit, skulle den drivas fram av en rad lasrar, vars fotoner skulle träffa seglen på samma sätt som solens skulle. Laseruppsättningen skulle accelerera rymdfarkosten till en slutlig hastighet på cirka 60 000 km/s (37 282 mps) – eller 20 % av ljusets hastighet.
Den här bilden visar det stjärnsystem som ligger närmast solen, den ljusa dubbelstjärnan Alpha Centauri AB och dess avlägsna och svaga följeslagare Proxima Centauri. I slutet av 2016 undertecknade ESO ett avtal med Breakthrough Initiatives för att anpassa VLT-instrumenteringen för att söka efter planeter i Alpha Centauri-systemet. Sådana planeter kan vara mål för en eventuell uppskjutning av miniatyrrymdsonder av Breakthrough Starshot Initiative. Kredit: ESO
Alfa centauri är 4,37 ljusår bort, så även med lasrarna skulle Breakthrough Starshot-projektet fortfarande ta 20 år att nå dit.
Men det är ett helt annat och mer ambitiöst projekt än LightSail 2. Genombrottet Starshot är också projektet av en rysk miljardär, medan LightSail är en offentlig, icke-vinstdrivande rymdfarkost byggd med pengar som samlats in från entusiastiska supportrar.
Och dess framgång idag är en fin prestation.
LightSail 2 är ett demonstrationsuppdrag, designat för att visa hur även ett litet solsegel kan höja en rymdfarkosts omloppsbana. Det finns fortfarande många hinder att övervinna för att skala upp det. Det kan ha kommersiella tillämpningar för små satelliter, och så småningom kan dess teknologi spela en roll för att utforska vårt solsystem.
Men för idag, njut av The Planetary Societys framgång!