우주를 여행 할 수있는 곳은 로켓에 탄 추진 제가 얼마나 많이 있고 얼마나 효율적으로 사용할 수 있는지에 달려 있습니다. 당신은 그들을 잡을 필요가 있습니다.
그리고 현재 Planetary Society의 새로운 LightSail 2 우주선은 그것이 얼마나 잘 작동하는지 테스트하고 있습니다.
태양 항해는 1600 년대 요하네스 케플러 (Johannes Kepler)가 처음으로 생각한 독창적 인 아이디어입니다. 그는 항해와 배가 우주 여행에 적응할 수 있다고 상상했습니다. 물론 그는 관련된 물리학을 완전히 이해하지 못했습니다.
그러나 20 세기 초에 입자 물리학과 양자 역학에 대한 주요 발견을 통해 과학자들은 빛 자체가 우주에서 돛을 날리는 바람처럼 작용할 수 있다는 것을 깨달았습니다.
광자는 질량이 없지만 반사도가 높은 표면에서 튕길 때 운동량을 줄 수 있습니다. 이것은 가벼운 항해입니다. 그리 많지는 않지만 우주의 진공 상태에서는 항해 속도를 늦출 공기 저항이 없습니다. 충분한 광자와 충분한 시간으로 가벼운 항해는 엄청나게 빠른 속도로 가속 할 수 있습니다.
화학 로켓을 사용하면 관측 가능한 우주의 전체 질량을 로켓 연료로 변환 할 수 있으며 작은 우주선은 빛의 속도의 0.2 %보다 빠르게 진행되지 않습니다. 그러나 가벼운 항해는 이론적으로 인간의 생애에서 별에서 별으로 여행하면서 상대 론적 속도로 올라갈 수 있습니다.
무제한의 무료 추진 제가 태양에서 나오고 거대한 속도가 가능하기 때문에 왜 태양이 항해하지 않는가?
좋은 질문.
그것은 행성 사회가 지금 몇 년 동안 집착 해 왔다는 질문인데, 마침내 그들이 실제로 얼마나 잘 작동하는지 알아 내기 위해 실제 태양 돛을 시작했습니다.
2005 년에 그들은 세계 최초의 태양 돛인 코스모스 1 (Cosmos 1)을 발사하려했으나 로켓 실패로 파괴되었습니다. 그런 다음 2015 년에 출시 된 LightSail 1을 개발하여 우주로 태양열 돛 배치를 성공적으로 테스트했습니다.
마지막으로, 2019 년에, Planetary Society는 실제로 우주에서 항해를 시도 할 준비가되었습니다.
2019 년 6 월 25 일, SpaceX Falcon Heavy가 플로리다의 Cape Canaveral에서 미 공군의 STP-2 임무를 위해 24 대의 우주선을 운반했습니다. 이것은 팔콘 중공업이 세 번째로 시작된 것이며, 우리는 그것이 중간 단계에 성공적으로 착륙하기를 희망했습니다. 그다지 많지는 않지만 여전히 할 일 목록에 있습니다. 그러나 그것은이 비디오에 관한 것이 아닙니다.
어쨌든, Falcon Heavy는 신비한 공군 위성 외에도 Prox-1 항공 우주선에 행성 협회의 LightSail 2를 싣고 고도 720km로 발사했습니다.
그런 다음 2019 년 7 월 23 일 우주선이 태양 돛을 배치했습니다.
힌지 형 태양열 어레이를 연 다음 줄자 모양의 돛 붐 4 개를 펴서 4 개의 삼각 돛을 감아 32 평방 미터의 돛 구역을 배치했습니다.
이 우주선은 빵 한 덩어리 크기의 무게가 5kg 또는 11 파운드에 불과한 작은 크기입니다.
우주선이 지구 주위를 공전함에 따라 우주선은 햇빛을 타고 햇볕을 쬐고 날아갑니다. 각주기는 하루에 수백 미터 씩 궤도를 올립니다.
안타깝게도 LightSail 2에는 궤도에 무기한 궤도를 유지할 정도로 각도를 조심스럽게 제어 할 수있는 제어 시스템이 없습니다.
지구의 한 쪽에서 궤도를 하루에 수백 미터 씩 높이고 있지만 행성의 다른 쪽에서 궤도를 낮추는 것을 방지 할 정도로 돛을 정확하게 기울일 수는 없습니다. 결국 그것은 지구 대기권에 잠기고 타 버릴 것입니다.
그러나 Planetary Society의 엔지니어들은 우주 탐사를 위해 태양 항해가 얼마나 실용적인지를 마침내 알게 될 것입니다.
여전히 궤도에 있으며 우리 지구의 멋진 사진을 돌려 보냅니다.
Planetary Society의 LightSail 2가 집으로 데이터를 전송하고 우주에서 항해하는 임무 컨트롤러를 가르치면서,이 기술을 실제 추진 방법으로 사용할 미래의 임무에 유용한 교훈이 될 것입니다.
작품의 하나의 임무는 NASA의 Near-Earth Asteroid Scout 또는 NEA Scout입니다. 이 Cubesat 임무는 2020 년 6 월 초에 발사 할 수있는 나사없는 EM-1 임무 NASA의 우주 발사 시스템의 첫 번째 테스트를 통해 보조 페이로드로 비행 할 수 있습니다.
NEA Scout는 Orion 캡슐에서 전개 한 후 LightSail 2 크기의 두 배 크기 인 태양 돛을 펴고 2 년 가까이 지구 근처의 소행성으로 여행하면서 가까이에서 연구했습니다.
우리는 아직 목표를 알지 못하지만 잠재적 목적지는 지구에서 달까지의 거리를 지나기 직전 1991 년에 발견 된 1991 년 VG 지구 근처에있을 수 있습니다. 그런 다음 2017 년 8 월에 다시 등장했습니다. 우리는 그 암석을 잠재적 인 위협으로 생각하고 미래의 태양계 탐사를 지원할 수있는 금속과 광물의 보물을 감시하고자합니다.
태양 돛을 사용할 수있는 또 다른 임무는 Outer Solar System 또는 OKEANOS의 탐험 및 우주 비행을위한 일본의 대형 연 날리기입니다. 이것은 L4 및 L5 Sun-Jupiter Lagrange Points에 위치한 트로이 소행성의 임무입니다.
목성과 태양의 중력이 한곳에 많은 수를 가두었기 때문에 임무는 다양한 소행성을 쉽게 샘플링 할 수 있기 때문에 소행성을 연구하기에 이상적인 곳입니다.
OKEANOS는 태양 전지판으로 덮인 하이브리드 태양 항해를 통해 장비와 이온 엔진에 전기를 공급하는 데 사용될 것입니다.
일본은 2010 년에 배치 된 IKAROS 임무를 통해 태양 돛을 시험 한 최초의 국가 중 하나였으며 결국 태양 돛을 사용하여 초당 수백 미터의 속도를 얻었습니다.
OKEANOS는 착륙선과 함께 제공 될 수도 있습니다. JAXA는 Hayabusa2와 소행성 Ryugu에 대한 경험 덕분에 작은 소행성에서 샘플을 착륙하고 수집하는 것에 대해 엄청난 양을 배웠습니다.
모든 것이 잘되면 OKEANOS는 2020 년 중반에 H-IIA 발사 차량을 타고 몇 개의 중력 보조 장치를 사용하여 목성으로 여행을 떠날 것입니다. 그리고 임무가 성공적으로 이루어지면 트로이 소행성의 샘플을 집으로 가져올 수도 있습니다.
NASA는 심지어 딥 스페이스 루나 게이트웨이에 태양 돛을 추가하는 것을 고려하고 있습니다. 2017 년 딥 스페이스 게이트웨이 (Deep Space Gateway) 특별 기획 행사에서 캐나다 우주국 (Canadian Space Agency)의 회원들은 역에 추가 될 수있는 태양 돛의 개념을 발표했습니다. 태양으로부터의 지속적인 빛은 관측소가 추진없이 궤도를 유지하기 위해 사용할 수있는 지속적인 추력을 제공 할 것이다. 캐나다의 로봇 팔 (다른 무엇이든)이 50 평방 미터 크기의 태양 돛을 사용하면 1 년에 9kg의 히드라진을 구할 수 있으며, 지구에서 달까지 운반하는 데 비용이 많이 듭니다.
아마 당신이 잘 알고있는 임무 중 하나는 획기적인 스타 샷 개념입니다. Breakthrough Starshot은 태양의 빛을 추진력으로 사용하는 대신 작은 위성을 성간 속도로 가속시키는 강력한 레이저를 사용하려고합니다.
이들은 다른 별 시스템에서 홈 이미지를 보낸 최초의 우주선 일 수 있습니다. 우리는 이것과 Project Dragonfly라는 또 다른 더 무거운 레이저 항해 임무에 대한 전체 에피소드를 만들었습니다.
불행히도, 우주 기관들이 태양 항해를 내가 기대했던 것보다 임무에 포함시키는 데 시간이 더 오래 걸렸습니다. 이해하기 쉽고 복잡하고 깨지기 쉬우 며 정확한 방향이 필요합니다. 미션 플래너는 검증 된 화학 로켓 또는 효율적인 이온 엔진을 사용하여 우주선을 태양계를 가로 질러 추진하는 것이 합리적입니다.
그러나 점점 더 많은 태양 항해가 시작되고 테스트됨에 따라 엔지니어는 임무를 수행하는 데 가장 적합한 방법에 대해 더 자신감을 갖게 될 것입니다. 메인 엔진에 문제가 생길 경우를 대비하여 거의 모든 임무에 백업 태양 돛이 장착되어있는 미래를 상상할 수 있습니다.
나는 항상 태양 항해의 가능성에 매료되어 왔으며, 각각의 발견을보고 흥분으로 나아가고 있습니다. 나는 Planet Society가 그들의 테스트를 통해 지금까지 그것을 만들어서 기쁘다. 그들은 행성 사회 회원, 민간인 및 킥 스타트 캠페인에 의해 자금을 지원받는 700 만 달러에 대한 전체 임무를 수행했습니다. 태양계를 탐험하는 데 도움이되는이 임무와 미래의 임무를 지원하려면 planetary.org를 방문하여 자세한 내용을 알아보십시오.
