Παρά το γεγονός ότι ήταν μια ιδέα που χτυπάει μέσα στο κεφάλι των μηχανικών και των λάτρεις του διαστήματος για πάνω από 40 χρόνια, τα ηλιακά πανιά δεν έχουν κερδίσει ποτέ πολύ πρόσφυση στον τρόπο της πραγματικής ανάπτυξης. Σήμερα, η NASA έχει κάνει ένα σημαντικό βήμα προς τη δοκιμή της τεχνολογίας ηλιακών πανιών για χρήση σε μελλοντικά διαστημόπλοια.
Το διαστημικό σκάφος Nanosail-D κυκλοφόρησε την Παρασκευή 19 Νοεμβρίου στις 8:25 μ.μ. EST από το νησί Kodiak, Αλάσκα, και έκανε piggyback σε έναν άλλο δορυφόρο, και οι δύο πάνω σε έναν πύραυλο Minotaur IV. Αφαιρέθηκε με επιτυχία από το όχημα εκτόξευσης από σήμερα και είναι από μόνο του. Αν και τα πανιά δεν έχουν ακόμη αναπτυχθεί, αυτό είναι ήδη ένα επίτευγμα που αποτελεί καλό σώμα για το μέλλον τόσο της ηλιακής πανίδας όσο και της μικρής δορυφορικής τεχνολογίας.
Ο δορυφόρος Nanosail-D - που συνήθως περιγράφεται ως "καρβέλι ψωμιού" έχει εξαχθεί από τον δορυφόρο Fast, Affordable, Science and Technology (FASTSAT) στις 1:31 π.μ. EST 6 Δεκεμβρίου. Όχι μόνο αυτή είναι η πρώτη απόπειρα της NASA να αναπτύξει ένα ηλιακό πανί στο διάστημα, αλλά επίσης σηματοδοτεί την πρώτη φορά που ένας νανο δορυφόρος εκτοξεύεται από άλλο δορυφόρο, αποδεικνύοντας ότι αυτός είναι ένας αξιόπιστος τρόπος για την ταυτόχρονη είσοδο πολλών δορυφόρων σε τροχιά.
Το Nanosail-D είναι ένας νανο-δορυφόρος - ή cubesat - σχεδιασμένος για να δοκιμάσει τη δυνατότητα ηλιακών πανιών στο ατμοσφαιρικό φρενάρισμα. Τέτοια πανιά - κατασκευασμένα από ένα εξαιρετικά λεπτό και ελαφρύ υλικό, στην περίπτωση αυτή το πολυμερές CP1 - θα μπορούσαν ενδεχομένως να χρησιμοποιηθούν για την προώθηση ενός διαστημικού σκάφους έξω από το Ηλιακό μας Σύστημα. Το πανί Nanosail-D θα αναπτυχθεί σε τροχιά χαμηλής γης, περίπου 650 km (400 μίλια) πάνω. Το ιστιοφόρο θα χρησιμοποιηθεί για να δείξει πώς μια τέτοια τεχνολογία θα μπορούσε να επιβραδύνει τους δορυφόρους όταν πρέπει να κάνουν τροχιά.
Επί του παρόντος, η απο-τροχιά των δορυφόρων συνεπάγεται τον ελιγμό τους σε μια χαμηλότερη και χαμηλότερη τροχιά χρησιμοποιώντας τους κινητήρες του δορυφόρου, κάτι που απαιτεί περισσότερο προωθητικό στο διαστημικό σκάφος απλώς για να τον απορρίψει σωστά. Το Nanosail-D θα αναπτύξει ένα ηλιακό πανί και τροχιά για 70-120 ημέρες, τελικά θα στρίψει στην ατμόσφαιρα της Γης για να καεί.
Δεδομένου ότι θα βρίσκεται σε τροχιά τόσο κοντά στη Γη, το δυναμικό της για δοκιμή ηλιακών πανιών ως πρόωσης δεν είναι το επίκεντρο της αποστολής. Ωστόσο, η ανάπτυξη ενός ηλιακού πανιού είναι από μόνη της μια τεράστια πρόκληση μηχανικής. Το Nanosail-D θα είναι το τέλειο πείραμα για να ελέγξει εάν η μέθοδος που θα χρησιμοποιήσει η NASA για να ξεδιπλώσει το πανί είναι εφαρμόσιμη στο διάστημα.
Αμέσως μετά την έξοδο νωρίτερα σήμερα, ένας χρονοδιακόπτης ξεκίνησε μια αντίστροφη μέτρηση τριών ημερών. Μόλις φτάσει στο μηδέν, θα εκτοξευθεί - δηλαδή, τέσσερις μπούμας θα βγουν από το μικρό δορυφόρο και μέσα σε πέντε δευτερόλεπτα το πανί θα επεκταθεί πλήρως στο πλάτος ιστού των 100 τετραγωνικών ποδιών (10 τετραγωνικά μέτρα).
Ο Dean Alhorn, κύριος ερευνητής του NanoSail-D και μηχανικός αεροδιαστημικής στο Marshall Space Flight Center εξηγεί στη σελίδα της αποστολής, «Η ανάπτυξη λειτουργεί με τον ακριβώς αντίθετο τρόπο της ταινίας μέτρησης του ξυλουργού. Με μια ταινία μέτρησης, την τραβάτε έξω, η οποία ανοίγει ένα ελατήριο, και όταν την αφήσετε, τραβιέται γρήγορα πίσω. Με το NanoSail-D, τυλίγουμε τους βραχίονες γύρω από τον κεντρικό άξονα. Αυτές οι εκρηκτικές βραχιόλια δρουν σαν την άνοιξη. Περίπου επτά ημέρες μετά την εκτόξευση, αναπτύσσει το πανί από τον κεντρικό άξονα. "
Υπήρξαν άλλες απόπειρες εκτόξευσης και ανάπτυξης ηλιακών πανιών στο παρελθόν, αλλά μόλις αναπτυχθεί, το Nanosail D θα είναι το πιο μακροχρόνιο πείραμα με ηλιακό πανί που έχει δοκιμαστεί ακόμη. Τόσο η JAXA όσο και η ρωσική διαστημική υπηρεσία έχουν αναπτύξει επιτυχημένα πειράματα ηλιακών ιστίων.
Η JAXA ξεκίνησε ένα πανί σε σχήμα τριφυλλιού πάνω σε έναν πύραυλο που ακούγεται το 2004 και το πείραμα διήρκεσε περίπου 400 δευτερόλεπτα. Ξεκίνησαν επίσης το διαστημικό σκάφος ΙΚΑΡΟΣ τον Μάιο του 2010, το οποίο είναι προς το παρόν προς την Αφροδίτη, και θα πετάξει στην απέναντι πλευρά του Ήλιου από τη Γη. Οι Ρώσοι ανέπτυξαν έναν καθρέφτη διαμέτρου 20 μέτρων με επιτυχία στην αποστολή ανεφοδιασμού Progress M-15 στο Mir το 1993. Με την ονομασία Znamya 2, ο καθρέφτης έριξε ένα φωτεινό σημείο 5 χιλιομέτρων (3 μίλια) στο έδαφος που σάρωσε τη νότια Γαλλία προς τα δυτικά Ρωσία, και σε τροχιά για αρκετές ώρες πριν από την καύση.
Η Πλανητική Εταιρεία είναι ίσως η πιο φωνητική και ενθουσιώδης οργάνωση που υποστηρίζει την τεχνολογία ηλιακών πανιών. Επί του παρόντος αναπτύσσουν ένα ηλιακό πανί παρόμοιο με αυτό του Nanosail-D, που ονομάζεται Lightsail-1. Η κοινωνία επιχείρησε να ξεκινήσει ένα ηλιακό πανί που ονομάζεται Cosmos 1 το 2005, αλλά ο πύραυλος που μεταφέρει τον δορυφόρο δεν πυροβολήθηκε κατά τη διάρκεια του δεύτερου σταδίου του και το σκάφος χάθηκε.
Το Nanosail-D βρίσκεται στη δεύτερη επανάληψη. Το πρώτο διαστημικό σκάφος τέθηκε σε λειτουργία στις αρχές του 2008 και η ομάδα - αστροφυσικοί και μηχανικοί στο Διαστημικό Κέντρο Πτήσης Marshall και στο Κέντρο Έρευνας Ames - είχε τέσσερις μήνες για να δημιουργήσει έναν λειτουργικό δορυφόρο. Εκτοξεύτηκε σε έναν πύραυλο Falcon 1 τον Αύγουστο του 2008, αλλά ο πύραυλος κάηκε στην ατμόσφαιρα. Εάν οι μηχανικοί είναι καλοί σε ένα πράγμα, είναι πλεονασμός - η ομάδα είχε κατασκευάσει ένα δεύτερο Nanosail-D και είχε αρκετό χρόνο για να επεξεργαστεί μερικά από τα σφάλματα και να αναπτύξει ακόμη περισσότερο την τεχνολογία.
Η Πλανητική Εταιρεία είχε σχεδόν την ευκαιρία να ξεκινήσει το Nanosail-D, σύμφωνα με τον Louis Friedman, εκτελεστικό διευθυντή της The Planetary Society, με την ομάδα που ανέπτυξε το Nanosail-D μετά από την αποτυχημένη αρχική προσπάθεια εκτόξευσης, και τους ρώτησαν εάν θα ήθελαν να βοηθήστε να ξεκινήσετε το δεύτερο διαστημικό σκάφος Nanosail-D. Η Πλανητική Εταιρεία συμφώνησε, αλλά στη συνέχεια η ομάδα βρήκε χώρο στο FASTSAT. Κατά συνέπεια, το Lightsail-D γεννήθηκε από αυτήν τη σύντομη συνεργασία.
Ο χρονοδιακόπτης μετρά σιωπηλά τι υπόσχεται να είναι μια συναρπαστική αποστολή και πιθανό ορόσημο στο μέλλον του spaceflight. Παρακολουθήστε αυτόν τον χώρο για περαιτέρω εξελίξεις στην αποστολή.
Πηγές: Δελτίο τύπου της NASA, The Planetary Society, NASA Science, ενημερωτικό δελτίο NASA Nanosail-D
