Solarno jadro
Sončna jadra (ali svetlobna ali fotonska jadra) so predlagana metoda pogona vesoljskih plovil, ki uporablja pritisk sončne svetlobe. Beseda "jadro" je analogija s čolni, ki za gibanje uporabljajo jadro, ki izkorišča veter. Koncept je v 17. stoletju prvič predlagal Johannes Kepler. Imel je teorijo, da je jadra mogoče prilagoditi "nebeškim vetrovom".
Leta 1865 je James Clerk Maxwell objavil svojo teorijo elektromagnetnih polj in sevanja. Pokazal je, da lahko svetloba (ena od oblik elektromagnetnega sevanja) pritiska na predmet. Ta pritisk se imenuje sevalni pritisk. To je bila podlaga za znanost o sončnem jadru. Sončno sevanje deluje na jadro kot pritisk zaradi odboja in majhnega deleža, ki se absorbira.
Sončni pritisk deluje na vesoljska plovila v vesolju ali v orbiti okoli planeta. Tipično vesoljsko plovilo, ki se na primer odpravlja na Mars, se zaradi sončnega pritiska premakne za več tisoč kilometrov. Učinki so predvideni pri načrtovanju. To se izvaja že od prvih medplanetarnih vesoljskih plovil v šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Sončni pritisk vpliva tudi na orientacijo plovila, kar je dejavnik, ki se upošteva pri načrtovanju vesoljskih plovil.
Koncept sončnega jadra je bil pozneje uporabljen v znanstveni fantastiki, na primer v delih Julesa Verna.
Kako je lahko videti sončno jadro (z majhnim vesoljskim plovilom).
Testno jadro 20x20 m
Teorija
Ideja solarnega jadra je uporabiti pritisk sevanja Sonca za premikanje vesoljskega plovila, pri čemer se verjetno uporabljajo velika zrcala (velike površine, ki odbijajo svetlobo). Slabost te metode je, da je ustvarjeni potisk zelo majhen. Prednost je, da ni potrebno pogonsko gorivo (dokler obstaja svetloba). Zato se šteje za možno možnost za prihodnja vesoljska plovila. Do zdaj so bile za poskuse uporabljene le majhne testne različice.
Skupna sila, ki deluje na sončno jadro velikosti 800 krat 800 metrov, je na primer približno 5 newtonov (1,1 funta) na razdalji Zemlje od Sonca, kar pomeni, da gre za pogonski sistem z majhnim potiskom, podoben pogonskim sistemom za vesoljska plovila, ki jih poganjajo električni motorji. Ker ne uporablja pogonskega goriva, sila deluje skoraj neprekinjeno. Skupni učinek v daljšem časovnem obdobju je dovolj velik, da ga lahko štejemo za način pogona vesoljskih plovil.
Zgodovina
Načrte za prvo uporabo koncepta sta v 70. letih prejšnjega stoletja pripravila Bruce Murray in Louis Friedman, raziskovalca v Nasinem laboratoriju za reaktivni pogon v Pasadeni v Kaliforniji.
21. maja 2010 je Japonska agencija za raziskovanje vesolja (JAXA) uspešno izstrelila sončno jadro IKAROS (Interplanetary Kite-Craft Accelerated by Radiation Of The Sun). Sončno jadro je bilo uporabljeno v vesolju med Zemljo in Venero. To je bila prva uspešna uporaba sončnega jadra.
Leta 2010 je NASA izstrelila plovilo NANOSEL-D2 s sončnimi jadri. To je bil prvi uspeh Nasinega plovila s sončnimi jadri.
Družba Planet Society iz Združenih držav Amerike je 2. julija 2019 izstrelila satelit LightSail 2, zasnovan s tehnologijo sončnih jader. Lahki satelit je bil izstreljen z raketo Falcon Heavy družbe SpaceX iz Kennedyjevega vesoljskega centra na Floridi. To je bila nizkoproračunska misija, financirana z donacijami 50 000 članov. Skupni proračun je znašal manj kot 7 milijonov ameriških dolarjev. Konec julija 2019 je LightSail 2 odprl svoje sončno jadro. Za to je potrebovalo približno 3 minute.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je sončno jadro?
O: Sončno jadro (ali svetlobno jadro ali fotonsko jadro) je predlagana metoda za pogon vesoljskih plovil, ki uporablja pritisk sončne svetlobe.
V: Kdo je prvi predlagal koncept sončnega jadra?
O: Koncept je v 17. stoletju prvi predlagal Johannes Kepler.
V: Kaj je objavil James Clerk Maxwell, ki je postavil temelje za znanost o sončnih jadrih?
O: James Clerk Maxwell je objavil svojo teorijo elektromagnetnih polj in sevanja, ki je pokazala, da lahko svetloba (ena od oblik elektromagnetnega sevanja) pritiska na predmet, kar je znano kot pritisk sevanja.
V: Kako sončni pritisk deluje na vesoljska plovila?
O: Sončni tlak deluje na vesoljska plovila v vesolju ali v orbiti okoli planeta, jih premakne za več tisoč kilometrov in vpliva na njihovo orientacijo.
V: Kdaj je bil ta učinek prvič upoštevan pri načrtovanju medplanetarnih misij?
O: To se izvaja že od prvih medplanetarnih vesoljskih plovil v šestdesetih letih prejšnjega stoletja.
V: V katerih drugih primerih je bil koncept sončnega jadra uporabljen?
O: Koncept sončnega jadra je bil uporabljen tudi v znanstveni fantastiki, na primer v delih Julesa Verna.
