La NASA va de l’avant avec le concept de voile solaire sauvage

Conception d'artiste d'une voile de lumière réfringente.  Les motifs en forme d'arc-en-ciel sont similaires à la façon dont les CD affichent des motifs similaires lorsqu'ils sont placés sous la lumière.

Conception d’artiste d’une voile de lumière réfringente. Les motifs en forme d’arc-en-ciel sont similaires à la façon dont les CD affichent des motifs similaires lorsqu’ils sont placés sous la lumière.
Clarification: Mackenzie Martin

Un projet de développement de voiles solaires réfringentes est passé à la troisième et dernière phase du programme Advanced Concepts de la NASA. L’équipe à l’origine du projet dispose désormais de deux ans pour poursuivre le développement de ces moyens de propulsion spatiale non conventionnels.

En plus de la prolongation de deux ans, le Projet de lumières réfractivesdirigé par Amber Dobell du laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins, et a levé 2 millions de dollars supplémentaires, la NASA annoncer aujourd’hui. Le financement de la phase 3 a été accordé par l’agence spatiale Des concepts avancés et innovants Programme Nyak. Avec le temps et l’argent supplémentaires, Dobell et ses collègues vont maintenant travailler sur une mission de démonstration.

« Alors que nous plongeons plus profondément dans l’univers que jamais auparavant, nous aurons besoin de technologies innovantes et de pointe pour propulser nos missions », a déclaré l’administrateur de la NASA, Bill Nelson, dans le communiqué. « NASA Innovative Advanced Concepts aide à libérer des idées futuristes – comme de nouvelles voiles solaires – et à les rapprocher de la réalité. »

Le projet Solar Reflective Sails est passé à la phase II du NIAC en 2019. Grover Swartzlander, ingénieur du Rochester Institute of Technology, a dirigé les deux premières phases du projet NIAC et continuera désormais en tant que chercheur associé.

« أنا متحمس للغاية للانضمام إلى المجموعة المبدعة والمبدعة من الأشخاص الذين يشكلون زملاء NIAC. لقد شاركت بالفعل في نوادي دولية مختلفة منذ عام 2017 بصفات مختلفة ، لكن التمكن من قيادة واحدة هو شرف لم يكن بإمكاني إلا أن أحلم به « ، كتب لي دوبيل في رسالة Email. « J’ai été instruit par [co-investigators] Cela signifie qu’ils m’ont fait confiance pendant des années pour prendre les devants et développer davantage cette recherche en une institution qui encourage ce type d’innovation.

Solar sails work by using sunlight to propel vehicles through space, similar to how wind pushes sailboats along the water. Instead of using reflective sails like the one Développé Par la Planetary Society, le système proposé utiliserait des voiles réfringentes. Une caractéristique souhaitable de la diffraction est qu’elle provoque la diffusion de la lumière lorsqu’elle se déplace à travers une petite ouverture. Voici comment Swartzlander décris le Retour du concept en 2019 :

Nous sommes sur le point d’entrer dans une nouvelle ère de voyages spatiaux qui utilise la pression du rayonnement solaire sur de grandes voiles minces. L’idée traditionnelle des 100 dernières années a été d’utiliser une voile réfléchissante comme un revêtement métallique sur un polymère mince, puis de l’ouvrir dans l’espace, mais vous pouvez également obtenir une force basée sur la loi de la diffraction. Par rapport à la voile réfléchissante, nous pensons que la voile réfractive peut être plus efficace et peut mieux résister à la chaleur du soleil. Ces voiles sont transparentes, elles n’absorberont donc pas une grande partie de la chaleur du soleil, et nous n’aurons pas le problème de gérer la chaleur comme vous le faites avec les toits métalliques.

Les défauts de la conception traditionnelle du réflecteur incluent les voiles grandes et minces. Il est également limité à la lumière du soleil, ce qui limite l’énergie ou la mobilité, car vous ne pouvez pas obtenir les deux. En comparaison, les voiles à fission utilisent de petites toiles sur le matériau de la voile pour diffracter la lumière dans toutes les directions. Comme le dit la NASA, cela permettra au vaisseau spatial « d’utiliser plus efficacement la lumière du soleil sans sacrifier la maniabilité ». La conception proposée par Dobel pourrait se traduire par des voiles plus petites et plus minces. Et comme effet secondaire amusant, les voiles auront un motif arc-en-ciel, semblable à la forme des CD lorsqu’elles sont placées à la lumière.

Dans le cadre des phases 1 et 2 du NIAC, l’équipe a conçu, conçu et testé divers matériaux de voile réfringents. L’équipe a également testé et développé des systèmes de navigation et de contrôle pour une future mission solaire. En fait, les voiles réfringentes peuvent permettre à une constellation de satellites d’orbiter autour des régions polaires du soleil. En appuyant sur les pôles nord et sud du soleil, les satellites solaires, à source de poussée constante, effectueront des observations scientifiques sans précédent.

« Une voile solaire réfléchissante est une version moderne d’une vision vieille de plusieurs décennies des voiles légères », a expliqué Dobelle dans un communiqué de la NASA. « Bien que cette technologie puisse améliorer de nombreuses structures de mission, elle est sur le point d’avoir un impact significatif sur les besoins de la communauté de la physique solaire en capacités uniques de surveillance de l’énergie solaire. »

Dobell a décrit deux objectifs principaux pour les deux prochaines années : le développement La voile réfractive elle-même évolue Mission de constellation en orbite solaire polaire avec Voiliers réfractifs.

« Nous prévoyons de concevoir, d’améliorer et de fabriquer des échantillons du matériau de voile diffracté que nous voulons caractériser avec des tests d’environnement optique et spatial », m’a dit Dobell. « En parallèle, nous prévoyons de développer une vision pour la mission Solar Polar Orbiter Sail en déterminant des trajectoires optimales et en contrôlant la position des voiles pour atteindre les observations solaires de la plage de charge utile dictées par nos physiciens solaires. »

sSi tout se passe comme prévu, le concept pourrait déboucher sur une véritable mission spatiale et proposer des satellites solaires.

« En étendant la conception de la voile réflexe et en développant le concept global du voilier, l’objectif est de jeter les bases d’une future mission de démonstration utilisant la technologie de la voile légère réflexe. »

Ce message a été mis à jour pour inclure les commentaires d’Amber Dubill par e-mail.

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