Eski günlerin denizcileri gibi, uzay kaşifleri de da bir gün yıldızların arasından geçmek için yelkenlerin gücünü kullanabilirler. Ancak gelecekteki uzay yolcuları, okyanusun rüzgarından ziyade, güneş yelkeni olarak bilinen bir teknolojiyi kullanmak için güneş ışığını kullanacaklar.
Güneş yelkenleri nasıl çalışır?
Güneş yelkenleri, fotonların kullanılmasıyla uzay aracı ilerletme araçlarıdır. Fotonların (ışık parçacıkları) kütlesi yoktur ama yine de bir şeye çarptıklarında, momentum verebilir ve küçük bir itme sağlayabilirler. Güneş ışığına her adım attığınızda fotonlar tarafından itilirsiniz, ancak inanılmaz derecede küçük kuvvetleri vücudunuz tarafından fark edilmez.
Uzayda işler farklı yürür. Fizik yasaları, her eylemin eşit ve zıt bir reaksiyona sahip olması gerektiğini belirtir, bu nedenle, güneşten gelen fotonlar bir uzay gemisine çarptığında, gemi güneşe ters yöne doğru çok hafifçe itilir. Tek bir fotonla değişiklik göz ardı edilebilir, ancak bunların büyük bir birleşimi önemli itiş gücü sağlayabilir.
Bir uzay aracının önüne büyük, düz, ayna benzeri bir tabaka yerleştirin ve güneşin gücü onu ileri itecektir. Güneş ışığını yakalamak ve kontrol etmek için malzeme güçlü ve çok ince olmalıdır. Bilim insanlarına göre güneş yelkenleri birçok yöne seyahat etmek için normal yelkenler gibi kullanılabilir. Bu teknolojinin diğer itiş yöntemlerine göre bir avantajı vardır, bir gemi nereye giderse gitsin yakıt taşımasına gerek yoktur, bunun yerine yıldızların serbestçe mevcut olan ışığına güvenir.
Güneşten sürekli bir itiş elde ettikleri için, güneş yelkeni ile çalışan gemiler, güneş sisteminin dışına doğru giderken sürekli olarak hızlanabilir ve kimyasal roketler için çok daha zor olacak süper hızlara ulaşırlar. Alternatif olarak, güneş yelkenleri de devasa lazer ışınları ile sürülebilir.
Güneş yelkenlerine örnekler
NASA, Venüs ve Merkür’ü geçmek için tasarlanan Mariner 10 uzay aracıyla 1974’te güneş yelkenciliği kavramını test etti. Sonda yakıtı bittiğinde görevliler, güneş ışınlarını yakalamak ve uzay aracını ileri itmek için güneş panellerinin açısını ayarladılar ve aracı ilerlettiler.
Başarılı bir şekilde uçan ilk insan yapımı güneş yelkeni, Japon Uzay Araştırmaları Ajansı’nın Güneş Radyasyonu (IKAROS) uzay aracıyla Hızlandırılmış Gezegenler Arası Uçurtma Gemisi idi. Robot, 14 metrelik yelkenini Haziran 2010’da konuşlandırdı ve yönünü kontrol etme ve komut üzerindeki yönünü değiştirme yeteneğini kanıtladı.
Aynı yıl, NASA, 10 metrelik elmas şeklinde bir yelkenli olan küçük NanoSail-D demonstrator misyonunu başlattı. Sonda 2011’de güneş yelkenini açtı ve atmosferde yanmadan önce sekiz ay boyunca Dünya’yı dolaştı. Hafif ve yakıt taşımak için çok az alana sahip olan küçük uyduların bu tür itiş için ideal adaylar olduğu düşünülmektedir.
2015 yılında, Planetary Society tarafından LightSail-1 uzay aracı yörüngeye fırlatıldı, bu da yaklaşık bir boks ringi boyutundaydı . Bazı başarılara ve bir veya iki selfie’ye rağmen, görev teknik aksaklıklardan dolayı, araç fırlatılmasından birkaç hafta sonra atmosfere girmeden önce sinyal iletimini durdurdu.
Ancak Planetary Society geri döndü ve yeni LightSail-2 misyonu için yüksek umutlara sahip. Haziran 2019’un sonunda başlatılan araç, bir ekmek somunu büyüklüğünde ve selefine benzer boyutta bir yelkeni açmayı planlıyor. Görev planlamacıları, bir gün güneş yelkeni güdümlü gemilerin güneş sisteminin kenarına veya ötesine gidebileceğini söyledi.
The Breakthrough Starshot Initiative, bunu yapmak istiyor ve 4.3 ışık yılı uzaklıktaki en yakın yıldız sistemi Alpha Centauri’yi keşfetmek için hafif mikroçip boyutlu problar göndermek istiyor. 2016 yılında açıklanan 100 milyon dolarlık girişim, çiplerin ışık hızını% 20’ye çıkarmak ve sadece 20 yıl içinde Alpha Centauri’ye ulaşmak için devasa bir Dünya tabanlı lazer kullanmanın fizibilitesini araştırıyor.