اثبات امکان حرکت در فضا با نور توسط فضاپیمای بادبان خورشیدی

فضاپیمای آزمایشی لایت‌سیل۲ (LightSail) که برای پرواز بر روی نوری که از خورشید می‌تابد طراحی شده است، طبق انتظار نام آن پیش رفت. یک مقام مستقل امروز بیان کرد که این فضاپیما به لطف تابش نور خورشید بر بادبان بزرگ و بازتاب‌دهنده این وسیله نقلیه، با موفقیت به مدار خود در اطراف زمین رسید. برای نخستین بار است که یک فضاپیما در مدار زمین بادبان خورشیدی را برای تغییر مسیر خود در اطراف سیاره ما بکار گرفته است. لایت‌سیل ۲ از زمانی که بر روی راکت SpaceX Falcon Heavy در تاریخ ۲۵ ژوئن به فضا پرتاب شد در مدار پایینی دور زمین قرار داشت. فضاپیما هفته گذشته با موفقیت بادبان خود را مستقر کرد. بادبان یک قطعه مربعی شکل از جنس میلار و تقریبا به اندازه یک حلقه بوکس است. پس از آن، انجمن نجومی برای بهینه‌سازی توانایی فضاپیما در کنترل قدرت نوری که از خورشید می‌آید، موقعیت بادبان را تغییر داده و می‌چرخانده و تاکنون این رقص مداری سودمند بوده است.

به گفته انجمن نجوم، لایت‌سیل۲ تا حدود ۱٫۷ کیلومتر مدار خود را بالا برده است و این کار را تنها می‌توان به بادبان خورشیدی نسبت داد. بروس بتس (Bruce Betts)، مدیر برنامه لایت‌سیل و دانشمند ارشد انجمن نجوم در بیانیه‌ای گفت:

ما از بیان موفقیت لایت‌سیل ۲ خرسند هستیم.

این دقیقا همان چیزی است که برای اثبات آن ماموریت لایت‌سیل برنامه‌ریزی شده بود. انجمن نجوم که حامی سفرها و سرمایه‌گذاری در پروژه‌های فضایی است، ماموریت لایت‌سیل را ترتیب داد تا نشان دهد که فضاپیماهای کوچک می‌توانند تنها با تکیه بر نور در فضا حرکت کنند. ذرات نور جرم ندارند اما نیروی حرکت آنی را جابه‌جا می‌کنند. نور واقعا می‌تواند اشیاء را در فضا به حرکت درآورد. یک فضاپیما با یک بادبان بازتاب‌دهنده نازک و بزرگ می‌تواند به اندازه کافی نیروی حرکت آنی که از پرتوهای خورشید می‌رسد را دریافت کرده و موقعیتش را تغییر دهد. بیل نای، رئیس انجمن نجوم در یک کنفرانس خبری بیان کرد:

این ایده که می‌توانید فضاپیما را بدون هیچ چیز دیگری و تنها با بکارگیری فوتون‌های نوری به پرواز درآورید و در فضا یک نیرومحرکه داشته باشید، بسیار شگفت‌انگیز است؛ و برای من بسیار رومانتیک است که بر روی پرتوهای خورشید قایقرانی کنیم.

قایقرانی در فضا یک موضوع تازه نیست. یک فضاپیمای ژاپنی به نام ایکاروس (IKAROS) در سال ۲۰۱۰ برای حرکت خود به سمت ونوس از یک بادبان خورشیدی استفاده کرد. به هر حال انجمن نجوم می‌خواهد نشان دهد که برای حرکت فضاپیماهای کوچک‌تر نیز می‌توان از این تکنیک بهره برد. به ویژه درباره کابست‌ها (CubeSats) که انواعی از فضاپیماهای استاندارد با اندازه‌ای کمی بزرگ‌تر از جعبه غلات هستند. کابست‌ها برای کمپانی‌ها، پژوهشگران و کسانی که با استفاده از فضاپیماهای با ساخت نسبتا کم هزینه به گردآوری داده از فضا می‌پردازند، به ابزارهای مهمی تبدیل شده‌اند. مانور فضاپیماهای کوچک مانند این موارد در فضا بسیار دشوار است. بیش‌تر فضاپیماها برای حرکت باید به موتورهای محرک تکیه کنند؛ موتورهای کوچکی که برای حرکت دادن وسیله نقلیه در فضا از نیروی سوخت شیمیایی استفاده می‌کنند. این موضوع برای فضاپیما هزینه اضافی ایجاد می‌کند و موتورهای محرک نیز باعث اضافه شدن وزن فضاپیما می‌شود که در پرتاب از زمین بسیار هزینه‌بر خواهد بود. در بیش‌تر مواقع فضاپیماهای کوچکی مانند کابست‌ها نمی‌توانند موتور محرک را در خود جای دهند و پس از رسیدن به فضا نمی‌توان آن‌ها را جابه‌جا کرد.

انجمن نجوم طی ماه آینده برای سواری بر روی پرتوهای خورشید برنامه‌ریزی خواهد نمود. اکنون انجمن نجوم نشان داده است که می‌توان در آینده این بادبان خورشیدی کاربردی را به کابست‌ها افزود و به این کاوشگرهای کوچک برای حرکت در فضا بدون سوخت‌های شیمیایی راه چاره‌ای فراهم کرد. نای می‌گوید:

ما یک فضاپیمای کوچک داریم که کارکرد بسیار بالایی نشان می‌دهد و بادبان خورشیدی بسیار کاربردی است.

او همچنین ادعا کرده که راه‌اندازی این کار ۷ میلیون دلار هزینه داشته که تقریبا یک بیستم هزینه کار برای فضاپیمای با سایز متوسط است. سازمان می‌گوید داده‌هایی که از ماموریت بدست آمده را منتشر خواهد نمود و بنابراین سایر گروه‌ها می‌توانند این تکنولوژی را در آینده بکار گیرند. در همین زمان، انجمن نجوم با بکارگیری لایت‌سیل۲ در ماه آینده به سواری بر پرتوهای آفتاد ادامه خواهد داد. دیوید اسپنسر مدیر پروژه لایت‌سیل ۲ و استاد دانشگاه پرودو، طی یک کنفرانس خبری گفت:

ما انتظار داریم در آگوست به بالا رفتن در مدار ادامه دهیم.

در نهایت، لایت‌سیل ۲ به زمین برگردانده خواهد شد. فضاپیما در یک مدار بیضوی در اطراف سیاره ما جای دارد و هر بار مدار آن از یک سمت بالا می‌رود، و از سمت دیگر به زمین نزدیک می‌شود. به زودی اتمسفر نازک لایت‌سیل ۲ را پایین خواهد کشید و  در ورود مجدد به زمین دستگاه وسیله نقلیه همراه با بادبان آن خواهند سوخت. اما حداقل پیش از این با بادبان‌های خود مقداری حرکت کرده‌است.