NASA financiert doorontwikkeling zonnezeil voor ruimtemissies in baan om de zon

Het Diffractive Solar Sailing-project is geselecteerd voor een zogenaamde Fase III-studie in het kader van het NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC)-programma. ‘Naarmate we ons verder in de kosmos wagen dan ooit tevoren, hebben we innovatieve, geavanceerde technologieën nodig om onze missies aan te drijven’, aldus NASA-beheerder Bill Nelson. ‘Het NIAC-programma helpt visionaire ideeën te ontsluiten – zoals nieuwe zonnezeilen – en brengt ze dichter bij de realiteit.’

Ruimteweer
Banen die over de noord- en zuidpool van de zon gaan, zijn moeilijk te bereiken met conventionele voortstuwing van ruimtevaartuigen. Lichtgewicht diffractieve lichtzeilen, voortgestuwd door de constante druk van zonlicht, zouden wetenschappelijke ruimtevaartuigen in een baan rond de polen van de zon kunnen plaatsen om het begrip van de zon te vergroten en de mogelijkheden voor het voorspellen van het ruimteweer te verbeteren.

Net als een zeilboot die wind gebruikt om de oceaan over te steken, gebruiken zonnezeilen de druk die wordt uitgeoefend door zonlicht om een vaartuig door de ruimte voort te stuwen. Bestaande reflecterende zonnezeilontwerpen zijn meestal erg groot en erg dun, en ze worden beperkt door de richting van het zonlicht, waardoor compromissen tussen kracht en navigatie worden afgedwongen. Diffractieve lichtzeilen zouden kleine roosters gebruiken die in dunne films zijn ingebed om te profiteren van een eigenschap van licht, diffractie genaamd, die ervoor zorgt dat licht zich verspreidt wanneer het door een nauwe opening gaat. Hierdoor zou het ruimtevaartuig efficiënter gebruik kunnen maken van zonlicht zonder de manoeuvreerbaarheid op te offeren.

Eerdere onderzoeken
Het project wordt geleid door Amber Dubill van het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel te Maryland. De haalbaarheid van het concept is eerder onderzocht in het kader van de Fase I- en Fase II-projecten van het NIAC.

Tijdens de eerdere onderzoeken heeft het team verschillende soorten diffractieve zeilmaterialen ontworpen, gemaakt en getest; experimenten uitgevoerd; en nieuwe navigatie- en controleschema’s ontworpen voor een potentiële diffractieve lichtzeilmissie die rond de polen van de zon draait. Het werk onder Fase III zal het zeilmateriaal optimaliseren en grondtests uitvoeren ter ondersteuning van de conceptuele zonnemissie.