Solsegeling är, som det låter, en typ av segling som använder solens ljus för framdrivning. Men till skillnad från vanlig segling används denna teknik i rymden. En rymdfarkost kan drivas framåt när fotoner från solen studsar mot ett reflekterande segel, och precis som en segelbåt som vänder för att fånga vinden kan farkosten justera sin bana genom att vinkla seglet.
Tekniken föreslogs redan på 1980-talet, men appliceringen har hittills varit begränsad. Solsegel kräver nämligen mycket stora och stabila bommar, men de behöver också vara lätta. Bommarna är därför ofta är för stora eller väger för mycket för att kunna appliceras på större skala. Fram tills nu.
NASA har nu utvecklat en ny generation av solsegel kallad Advanced Composite Solar Sail System, eller bara Solar Sail System, som är planerad för uppsändning i rymden denna vecka.
Seglet mäter ungefär 80 kvadratmeter, och eftersom det är så stort kan det vara synligt från jorden under rätt ljusförhållanden. När seglet är helt utfällt och i rätt riktning kommer materialet att lysa lika starkt som Sirius, den klaraste stjärnan på natthimlen.
Den stora skalan på seglet är möjlig tack vare en nya bommdesign. De nya bommarna är rörformade och tillverkade av flexibla polymer- och kolfibermaterial som är styvare och lättare än tidigare bomkonstruktioner. Likt ett måttband kan de pressas ihop och rullas till ett litet paket, vilket gör att sju meter utfällbara bommar kan rullas ihop till en form som ryms i en hand.
Uppdragets primära mål är att framgångsrikt demonstrera hur den nya bommen kan användas, och utöver detta att bevisa seglets prestanda.
Högt över jorden
Solar Sail System ska gå i en så kallad solsynkron omloppsbana för att undvika att den hamnar i skugga från solen. Den planerade omloppsbanan är cirka 1 000 kilometer ovanför jorden, mer än dubbelt så högt upp som den internationella rymdstationen.
För att testa de nya systemen måste rymdfarkosten nämligen befinna sig i tillräckligt hög omloppsbana för att trycket från solljuset, som motsvarar det av ett gem som vilar i din hand, ska övervinna luftmotståndet från jordens atmosfär så att rymdfarkosten kan vinna höjd.
Efter att ha nått sin position på cirka 1 000 kilometer börjar kompositbommarna rulla ut, och efter cirka 25 minuter är solseglet helt utrullat. När placeringen av bommen utvärderats kommer uppdraget att testa en rad manövrar för att ändra farkostens bana och samla in data för potentiella framtida uppdrag med ännu större segel. Denna flygfas kommer att pågå i cirka två månader.
Att utveckla tekniken bakom solsegling kan bidra med framdrift till nya rymdresor, och öka vår förståelse av solen och solsystemet.
Solar Sail Systems nya bomdesignen kan potentiellt stödja framtida solsegel så stora som 500 – 2 000 kvadratmeter, vilket gör det möjligt att driva på större farkoster. Solen är en obegränsad källa till framdrivning, ett fördelaktigt alternativ till att skicka upp enorma bränsletankar under framtida uppdrag.
Kompositbommar kan också ha en framtid bortom solsegling. Den lätta konstruktionen och det kompakta förpackningssystemet gör dem till det perfekta byggmaterialet för att bygga på exempelvis månen och Mars. Det är teknik som verkligen sätter fart på fantasin.
