Solsejl

Et solsejl (eller lyssejl eller fotonsejl) er en foreslået metode til fremdrift af rumfartøjer ved hjælp af strålingstryk fra sollys. Ordet "sejl" er en analogi med både, der bruger et sejl til at udnytte vinden til at bevæge sig. Konceptet blev første gang foreslået i det 17. århundrede af Johannes Kepler. Han havde en teori om, at sejl kunne tilpasses til "himmelske briser".

I 1865 offentliggjorde James Clerk Maxwell sin teori om elektromagnetiske felter og stråling. Han viste, at lys (en form for elektromagnetisk stråling) kan lægge pres på et objekt. Dette tryk kaldes strålingstryk. Dette dannede grundlag for videnskaben bag solsejlet. Solstrålingen udøver et tryk på sejlet på grund af refleksion og en lille del, der absorberes.

Solens tryk virker på rumfartøjer i rummet eller i kredsløb om en planet. Et typisk rumfartøj, der f.eks. er på vej til Mars, forskydes tusindvis af kilometer af soltrykket. Virkningerne forudsiges i planlægningen. Det har man gjort siden de tidlige interplanetariske rumfartøjer fra 1960'erne. Soltrykket påvirker også et fartøjs orientering, hvilket er en faktor, der indgår i rumfartøjsdesignet.

Begrebet solsejl blev senere brugt i science fiction, f.eks. i Jules Vernes værker.

Sådan kan et solsejl (med et lille rumfartøj) se ud.Zoom
Sådan kan et solsejl (med et lille rumfartøj) se ud.

Et 20x20m testsejlZoom
Et 20x20m testsejl

Teorien

Ideen med et solsejl er at bruge strålingstrykket fra solen til at flytte et rumfartøj, sandsynligvis ved hjælp af store spejle (store lysreflekterende overflader). Ulempen ved denne metode er, at den genererede fremdrift er meget lille. Fordelen er, at der ikke er behov for drivmiddel (så længe der er lys). Derfor betragtes det som en mulig mulighed for fremtidige rumfartøjer. Indtil nu er der kun blevet brugt små testversioner som forsøg.

Den samlede kraft, der udøves på et solsejl på 800 gange 800 meter, er f.eks. ca. 5 newton (1,1 lbf) i Jordens afstand fra Solen, hvilket gør det til et fremdriftssystem med lavt tryk, svarende til rumfartøjer, der drives af elektriske motorer. Da det ikke bruger noget drivmiddel, udøves kraften næsten konstant. Den samlede effekt over tid er stor nok til at blive betragtet som en måde at drive rumfartøjer frem på.

Historie

Planerne for den første anvendelse af konceptet blev udarbejdet i 1970'erne af Bruce Murray og Louis Friedman, to forskere ved NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena i Californien.

Den 21. maj 2010 opsendte Japans rumforskningsagentur (JAXA) med succes solsejlet IKAROS (Interplanetary Kite-Craft Accelerated by Radiation Of The Sun). Den brugte et solsejl i rummet mellem Jorden og Venus. Dette var den første vellykkede anvendelse af et solsejl.

I 2010 opsendte NASA solsejlsfartøjet NANOSEL-D2. Det var den første succes for NASA's solsejlfartøj.

Den 2. juli 2019 opsendte Planet Society i USA satellitten LightSail 2, der er udviklet ved hjælp af solsejlsteknologi. Den lette satellit, blev opsendt med SpaceX's Falcon Heavy-raket fra Kennedy Space Center i Florida. Det var en lavbudgetmission, der blev finansieret af donationer fra 50.000 medlemmer. Det samlede budget var på under 7 millioner USD. I slutningen af juli 2019 åbnede LightSail 2 sit solsejl. Det tog ca. 3 minutter at gøre det.

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvad er et solsejl?


A: Et solsejl (eller lyssejl eller fotonsejl) er en foreslået metode til fremdrift af rumfartøjer ved hjælp af strålingstryk fra sollyset.

Spørgsmål: Hvem foreslog først konceptet med solsejl?


A: Konceptet blev først foreslået i det 17. århundrede af Johannes Kepler.

Spørgsmål: Hvad udgav James Clerk Maxwell, som dannede grundlaget for videnskaben bag solsejlet?


Svar: James Clerk Maxwell offentliggjorde sin teori om elektromagnetiske felter og stråling, som viste, at lys (en form for elektromagnetisk stråling) kan lægge et tryk på et objekt, det såkaldte strålingstryk.

Spørgsmål: Hvordan virker solens tryk på rumfartøjer?


Svar: Solens tryk virker på rumfartøjer i rummet eller i kredsløb om en planet, idet det forskyder dem tusindvis af kilometer og påvirker deres orientering.

Spørgsmål: Hvornår blev der for første gang taget hensyn til denne virkning ved planlægningen af interplanetariske missioner?


A: Det har man gjort siden de tidlige interplanetariske rumfartøjer fra 1960'erne.

Spørgsmål: I hvilke andre sammenhænge er begrebet solsejl blevet anvendt?


A: Begrebet solsejl er også blevet brugt i science fiction, f.eks. i Jules Vernes værker.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3