WAT IS EEN ZONNEZEIL?

Send

Ik ben Fraser Cain en ik ben een zeeman. Ik denk dat dit een van de redenen is waarom ik helemaal weg ben van het idee van een zonnezeil.

Dit is hoe ze werken: licht bestaat uit fotonen. Ook al hebben ze geen massa in rust, ze hebben momentum wanneer ze bewegen, nou ja, lichte snelheid. Wanneer ze reflecteren op een oppervlak, zoals een spiegel of een glanzend stuk metaal, geven ze een deel van dit momentum aan dat oppervlak. Dit effect is hier op aarde te verwaarlozen, maar in de ruimte, met krachten die perfect in balans zijn, kan dat extra momentum echt oplopen.

Een ruimtevaartuig dat naar Mars vliegt, wordt door lichte druk van de zon enkele duizenden kilometers van de baan geduwd. Ook al is de totale hoeveelheid druk per vierkante meter op een zonnezeil minuscuul, het stroomt constant van de zon en het is helemaal gratis ... En voortstuwing die je niet hoeft mee te nemen is de beste die er is.

Dit is meer dan alleen een idee. Solar zeilen zijn al gelanceerd en ingezet in de ruimte. De Japanse Ikaros-satelliet rolde in 2010 een 14 meter lang zonnezeil uit. NASA lanceerde in 2011 zijn eigen Nanosail-D ruimtevaartuig. Een nog groter zonnezeil, de Sunjammer, is gepland voor lancering in 2014. De Planetary Society werkt aan een zonne-energie zeil project ook.

Hoe dichter je bij de zon bent, hoe beter ze werken. In feite zou een zonnezeil een ideaal voertuig zijn om de regio's Mercurius en Venus te verkennen, omdat ze zoveel straling ontvangen. Maar je vraagt je waarschijnlijk af hoe een zonnezeil naar die planeten kan komen, omdat er vanuit alle kanten licht van de zon stroomt. Het draait allemaal om het verhogen en verlagen van je baan. Als u uw baan rond een object wilt verhogen, hoeft u alleen maar te versnellen. En als u uw baan wilt verlagen, hoeft u alleen maar te vertragen.

Een zonne-zeil dat vanaf de aarde wordt gelanceerd, zou met dezelfde baansnelheid rond de zon beginnen als de aarde. Om in een hogere baan te komen, kantelt het het zeil zodat het licht van de zon het versnelt. En om in een lagere baan te komen, kantelt het in de tegenovergestelde richting en werkt het licht van de zon als een rem.

Een zonnezeil is misschien zelfs het ideale ruimtevaartuig om de reis naar een andere ster te maken. Een interstellair zonnezeil zou zijn baan kunnen verlagen zodat deze zich net boven het oppervlak van de zon bevindt. Vervolgens zou het het volledige zeil ontvouwen en de meest mogelijke fotonen vastleggen. Een reeks krachtige laserstralen zou dan het zeil richten en de snelheid verhogen tot een aanzienlijk deel van de lichtsnelheid.

Natuurlijk heb je een zonnevaart nodig die duizenden kilometers breed is, gemaakt van een materiaal dat dunner is dan een mensenhaar, en lasers die meer energie uitstoten dan de hele mensheid. Het idee is nog steeds intrigerend, ook al valt het ver buiten onze huidige technologie. Zodra deze technologie beter wordt getest, zullen we zien dat veel meer missies zonnezeilen gebruiken als onderdeel van hun voortstuwingssysteem.