Uzay keşfinin temel şişenleri roket denkleminin tirajıdır. Her kilo yükü bu paradigmadan çok fazla kilo gerektirir, bu da daha fazla yapı ve tankaj gerektirir, güneşten gelen foton akışının kısır bir akışını yaratır.For use the small but continuous recovery of the sun, these gossamer offers late of propulsion that requires no pervanant in all, only the in the ine avoidible stream of photo.For use the small but continuous system that completely throwssamer.

Konsept teoride basit olsa da, bir deniz aracı mevcut malzemeleri bilime iten ve mutlak sınırlarına dağıtılabilir yapılar dağıtmalı ve kontrol etmek için gerekli olan mühendislik, güneş battığının nasıl işlediğine dair ayrıntılı bir inceleme sağlar ve yakıt ağırlığı olmadan bir geleceğe yönelik bir kursa uygun olarak hareket eder.

Photon Propulsion Fiziği

Güneş denizcileri rüzgar veya güneş parçacıklarından ayrı bir prensip üzerinde çalışır. Elektromanyetik radyasyon tarafından yapılan ivmeye güvenirler, geri kalan kütleye sahip olmasına rağmen, ışık hızıyla bölünmüş enerjiye eşit olan enerjiye eşit (p = E/c) sahiptir.Bir fotoğrafın geri dönüştüğü zaman, fotondaki değişim yüzeye transfer edilir, küçük ama ölçülebilir bir güç yaratır.

Bu gücün büyüklüğü, olayın ışığının gücü ve denizin yansımaları tarafından belirlenir. Dünya'nın Güneş'ten (1 AU) mesafede, güneş sabiti, yaklaşık 1,361 watt'ın bir gelen güç yoğunluğuna sahiptir. Mükemmel bir şekilde yansıtmak için, radyasyon basıncı kuvveti denklem tarafından verilir:

[0]F = 2 * (A * P) / c).

[FONT:0]A Deniz bölgesinde, [[Dönetici:2|Düzge[Döneticileri) Güneş enerjisi yoğunluğu ve [DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜDÜŞÜNÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜŞÜŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞ

Yelken Yükleniyor ve Hızlandırma Equation

Güneşli bir rüzgar için gerçek performans toplam iter değil, ama hızlanıyor.Bu, a))0.(Dönetici yüklemesi), deniz bölgesi tarafından bölünmüş toplam uzay aracı olarak tanımlanıyor ( ⁇ = m/A) Hızlandırılabilir:

[0]a = 2 * ⁇ * P / (c * ⁇ )).

Bu denklemde, [Düzg:0) ⁇ [Dönetici:0) [Dönetici:0) ⁇ [Dönetici:0)) [Düzücük yansıma için kullanılan bir yüzeysel hız, yüksek çözünürlükte 1 mm / 2,3'e kadar, yükün hızlanması gerekir, ancak hız sürekli olarak hızlanan ve uzun bir süre boyunca devam edilebilir bir yüzeysel geçişin sonucu, büyük ölçüde düşük hızlarda hızlanan bir yüzeysel manevranın sonucu olarak, uzun süre boyunca hızlanabilir.

Ters meydan yasası da tanımlı bir rol oynar. Güneş mahallelerinden uzaklığı, mevcut güneş enerjisi ve itme. Bu, güneş enerjisinin doğal olarak içsel sistem görevleri için uygun olmasını sağlar, ancak yaratıcı yörünge tasarımını veya alternatif enerji kaynaklarını gerektirir (örneğin lazerler gibi) derin uzay operasyonları için.

Malzeme Bilimi ve Yelken Mimarisi

Bir güneş gemisi, inanılmaz derecede düşük bir yoğunluk devam ederken uzayın eğimli yerlerin sulmasını gerektiren malzemeler gerektirir.Bir sonraki nesil denizciler için hedef, kilogram başına birkaç yüz metrekarelik bir alan-mass oranıdır. Bu güçler mühendisler sadece mikronlar kalın, daha ince olan malzemelerle çalışmak için çalışır.

Membran Seçici

Deniz membranları için mevcut standart, NASA'nın CP1 ve ticari olarak mevcut olan Kapton'un lider adayları olması ile aydınlatılmış bir poliimide filmdir: Bu malzemeler değerli bir özellik dengesi sunar:

  • [Düzgölçek: [DüzgÜDÜDÜDÜDÜ:0) Düşük Konsül: [DÜDÜT:1] Tipik film kalınlıkları 2 ila 5 mikron arasında değişmektedir, verimsiz film için 10 g/m2'nin altında sadece.
  • [FONT:0) Yüksek Yansıklık: [Dönetici: [Dönetici:0) Yüksek Yansıklık: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici:) Buhar depolanmış alüminyum ince bir tabaka, foton ivmesini verimli bir şekilde aktarabilecek bir yansıtıcı yüzey sağlar.
  • [FONT:0) ⁇ Stability:[Döneticiler, mekanik özelliklerini geniş bir sıcaklık aralığında (-200°C'ye +300 °C) korumak için temel olan bir yüzey için doğrudan güneş ışığına maruz kalmaktadır.
  • [FONT:0]Degradasyona Karşı Çıkarma: Malzeme düşük Dünya yörüngesinde atomik oksijen erozyonuna ve UV embrittlementi çok yıllık bir görev üzerinde olmalıdır.

Bu inceliklerin pin deliği olmadan bir yelken, gözyaşları veya binlerce metrekarelik bir alanda kırışıklık önemli bir endüstriyel meydan okumadır. Herhangi bir kusur tüm yapıyı ortaya çıkarabilir ve tehlikeye atabilir.

İşbirlikleri

Bir güneş yörüngeye yelken almak, birkaç metreden daha az bir hacime sahip olmak gerektirir.İşçiliğin görevinin en kritik aşamasıdır. Çeşitli mimariler test edilmiştir:

  • [FONT:0]Spin Deployment: [Dönetici: [Dönetici: [FONT:0]Spin Deployment:[[Dönetici: [Dönetici: · 8])JaxA'nın IKAROS tarafından kullanılan, deniz aracı tarafından yönlendirilen ve sonra uzay aracı tarafından üretilen sental güç tarafından dağıtılır.
  • [FONT:0)Boom Deployment:[Dönetici:[Dönetici Derneğin IşıkSail ve NASA’nın kavramları, metalik veya kompozit bomları membranı gerginlike izin verir.
  • [0]Sırık Booms:[Dönemli yapılar kullanılarak deneysel bir teknik uzayda şişirilmiş ve sonra UV ışığı tarafından sertleşmiştir.

Bir Motor olmadan Cosmos'u geri döndürün

Güneş yelkeninin en karmaşık yönlerinden biri yörünge tasarımıdır çünkü itki vektör Güneş'e göre deniz yönelimi tarafından belirlenir, görev planlayıcıları destinasyonlarına ulaşmak için uzay yoluyla "tack" olmalıdır.

Orbital Maneuvering ve Tacking

Bir keel'e karşı rüzgar kullanan bir karasal yelkenli aksine, bir güneş ışığı yansıma açısını kullanır.Denizli bir yörüngede yörüngede bir ivmeyi azaltır veya azaltır.

  • [FONT:0]Spiraling Outward:[Dönetici: 1 ) Uzaylı bir ivme eklemek için somut iten bileşeni kullanarak, uzay aracı, Güneş'ten dış gezegenlere doğru yavaşça spiraller.
  • [FONT=0]Spiraling Inward:[Dönetici: 0,8|Döneticileri azaltmak veya tersine çevirmek için, uzay aracı Güneş'e doğru bir ivme ve spiral kaybeder.

Yapay Lagrange Noktaları

Güneş denizcilerinin bir diğer büyük avantajı, L1 noktasının altında kalması veya geleneksel bir uzay aracı ile imkansız olan eşsiz heliofizik gözlemleri gerçekleştirme yeteneğidir.

Mühendislik Hurdles

Teorik zarafetlerine rağmen, güneş, deneysel görevlere kabullerini sınırlı tutan derin mühendislik zorluklarıyla karşı karşıyadır.

Tutum Kontrol ve Yapısal Stability

ARY güneş gemisi aslında oldukça küçük bir uzay aracı otobüse bağlı çok ince bir membrandır. - Güneş batağının merkezi (kahkahalar) kitlenin merkezine mükemmel bir şekilde uyum sağlamalı. Herhangi bir yanlışlık, uzay aracının bu hizaya girmesine neden olacak bir toplanacaktır.

  • Deniz, baskı merkezini değiştiren küçük kırışıklıklar veya gözyaşları olabilir.
  • Termal genişleme, yelken şeklini deforme edebilir.
  • Güneş aktivitesi radyasyon basıncındaki dalgalanmalara neden olabilir.

Aktif kontrol sistemleri, bu rahatsızlıkları karşı koymak için küçük kütle değiştiricileri veya yansıtıcı şeritler kullanmalıdır. IşıkSail 2, tüm uzay aracının yönünü değiştirerek "sail direksiyonu" gerçekleştirme yeteneğini gösterdi, ancak bu, hızlanması ve sağlam bir tavır belirleme sistemi için kullanılabilir zaman.

Çevre Degradasyon

Uzay ortamı sert ve güneş gemisi koruyucu bir kalkana sahip değildir. birincil tehditler şunları içerir:

  • [FONT:0)Ultraviolet Radyasyon: [Dönümüzde UV fotonları, deniz membranında polimer zincirlerini kırabilir, bu yüzden zamanla donatmaya neden olur.
  • [Atomik Oksijen (AO): [Dört Dünya yörüngesinde, AO oldukça reaktif ve yansıtıcı kaplama ve polimer substratı erodeebilir.
  • [FONT:0)Mikrometeoroidleri:[Dönetici: 1 ) Mikromeeoroidden tek bir etki, potansiyel olarak denizlerin altında yayıldığı bir yırtı oluşturabilir. Yelken tasarımları, dalga uçlu özellikler ve yırtık geometrileri içermelidir.
  • [FONT:0)Charging:[Dönetici: [Dönetici:0) Büyük, iletken yüzey statik şarjlar toplayabilir, avanoniklere zarar verebilecek elektrostatik deşarjlara yol açabilir.

Misyon Mirası: Deneylerden Operasyonlara

Güneş yelkeninin bilim kurgudan birkaç öncü göreve geçmesi. Her biri dağıtım, navigasyon ve performans açısından kritik yönleri göstermiştir.

IKAROS (2010) - Kavramın Kanıtı

Japonya Havacılık Keşif Ajansı (JAXA) güneşe geçişini başlattı.The 20meter Diagonal, Güneşli Güçlendiricileri kullanarak modülasyonları kontrol etmeye yönelik olarak, 2010 yılında, foton basıncının hızlanması ve navigasyon için ilk uzay aracı olduğunu gösterdi. 20 metre digonal bir şekilde uçan bir hareket sırasında, misyonun gelecekteki temel fizik ve savunmayı kontrol etme stratejisini doğrulayacağını belirtti.

LightSail 2 (2019) – Crowd finanse edilen Başarı

Gezegensel Toplum IşıkSail 2, görev süresinin uzatılmasıyla Dünya'da bir dönüm noktasıydı, IşıkSail 2, 2019'da yörüngesini 32 km'den fazla bir şekilde yükseltti, düşük maliyetli bir uzay aracının da varsayılan olarak kontrol ettiği bir yörüngede güneş ışığının kontrol edilmesiyle Dünya yörüngesini kontrol altına almak için gerekliydi.

NASA'nın NEA İzni ve Yolu Ahead

NASA, on yıllardır güneş yelken teknolojisini geliştiriyor, yakın Dünya asteroidi kullanarak uçacak projelerde yoğunlaşıyor.(U CubeSat, NEA İzni olarak planlandı) NASA'nın 6.Bölüme göre, bir sonraki hava yolculuğu için kullanılan bir sonraki aşamaya kadar, bir sonraki aşamaya kadar, yapay bir şekilde devam eden bir uzay izleme aşamasına giden bir şekilde, NASA'nın 3. konseptini kullanmak için 86 m2 güneş battı.

Solun Ötesinde: Lazer-Driven Işıklar

Diğer yıldız sistemlerine görevler için, güneş ışığı Jüpiter'in yörüngesinin çok zayıf hale gelir.Bir insan ömrü içinde yıldız yolculuğu elde etmek için, güneş yelken konsepti, dış kaynakla dramatik ve güçlü bir şekilde ölçeklenebilir.TheDANING Starshot[FLT]) ile hızlanan bir girişim, yaklaşık 20 yıl içinde bir zemin tabanlı bir lazerler kullanarak bir dizi yol açmanızı önerir.

Bu konsept, mevcut yeteneklerin çok ötesinde malzeme bilimi gerektirir. Işıklar son derece hafif olmalı, lazerin dalga dalga dalga boyunda çok daha fazla yansıtmak ve buharsız aşırı termal yüklere devam etmek için gerekli olan doğru işaret, relativistik hızlarda seyahat etmek için gerekli olan doğru işaret, bir anıtsal navigasyon ve kontrol meydan okumasıdır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Güneş denizcileri kimyasal roketler veya iyon itkileri için bir yedek değildir. Belirli bir niş için optimize edilmiş bir teknolojidir: Şu anda anlaşılmış bir fizik kullanarak yüksek toplam {{V ve uzun vadeli operasyon gerektiren görevler.Onlar, ilkel teknolojidir, prensip olarak, insan ömrü içinde yıldızlararası orta yıldıza ulaşmak için bir zanaattır.

Mühendislik yolu açık ama dik. Daha hafif, sert ve daha yansıtıcı malzemelere ihtiyacımız var. Yeni bir yeraltı tarlalarının büyüklüğüne güvenilir bir şekilde yelken açılabilir olan dağıtım sistemlerine ihtiyacımız var.Biz güneş ışığı ve yerçekimi arasındaki hassas dansı yönetebilecek sağlam, özerk tutum kontrol sistemlerine ihtiyacımız var.Bu teknolojiler olgun, güneş ışığının geleceği, sadece ışık ışığının bir yansıması olarak.