Solární plachetnice LightSail vypluje 2016

V roce 2016 se na palubě rakety Falcon Heavy dostane do vesmíru solární plachetnice LightSail neziskové organizace Planetary Society. Mise za 4,5 milionu dolarů otestuje možnost využití slunečního záření k pohonu vesmírných sond.

Energie ze Slunce pohání vesmírné lodě

Nejprve je nutno ujasnit si několik názvosloví. Ač se to nabízí, na pohon vesmírné solární plachetnice nemá prakticky žádný význam sluneční vítr – tedy proud nabitých částic přilétající od Slunce. Oproti slunečnímu záření (elektromagnetickému záření) je energie slunečního větru až 10 000 krát menší. Pro potřeby pohonu vesmírné plachetnice tak můžeme vliv slunečního větru zanedbat.

Výhody a nevýhody vesmírné plachetnice. Energie ze Slunce je zadarmo a trvalá. Loď tak nemusí sebou nést zásoby paliva, nádrže a palivový systém, ani těžký raketový motor. Obecně technologie solárních plachetnic nabízí konstrukci velmi jednoduchých (levných) vesmírných sond, a snad i pilotovaných lodí.

Nevýhody? Sluneční záření je velmi slabé. Solární plachta o rozměrech 800×800 m poskytne tah vesmírné lodi pouze 5 N (u Země). Avšak trvale, i když dlužno dodat, že energie slunečního záření klesá se čtvercem vzdálenosti od Slunce.

K planetám a hvězdám

Jaké jsou možnosti? Velmi jednoduchá 23t vesmírná loď s plachtou 2000×2000 m dokáže zaparkovat na oběžné draze Marsu za 400 dní. Pokud se využije brzdění o atmosféru (není nutno během cesty zpomalovat), doba se zkracuje na 131 dní.

Nabízí se také „solární manévr“ u Slunce. Solární plachetnice nejprve poletí ke Slunci. Zde rozvine plachty a využije velmi silného slunečního záření, což ji udělí mnohem větší zrychlení, než kdyby startovala u Země. Za dva půl roku je takto urychlená sonda schopná doletět k heliopauze (kde se nyní nacházejí sondy Voyager) a za 30 let doletět k vnitřnímu Oortovu mraku.

Avšak sluneční plachetnice nabízejí i možnost podstatně rychlejšího cestování. Na oběžnou dráhu Země (či jiné planety) lze umístit výkonný laserový nebo mikrovlnný zářič, schopný na dálku „tlačit“ plachetnici.

Podle propočtů, laser o výkonu 46 GW ozařující pozlacenou plachtu o rozměrech 50×50 metrů by dostal 10 kg sondu k Marsu za 10 dnů. Podle smělejších plánů dokonce výkonnější zdroje mohou sondy urychlit až na 10 % rychlosti světla a poslat je k nejbližším hvězdám.

Avšak o podobně výkonných laserových zdrojích umístěných na oběžné dráze si zatím můžeme nechat jen zdát. Už jen kvůli fantaskním výkonům podobných laserů.

Krok za krokem: LightSail

Nejprve nás čekají drobné krůčky. Solární plachetnice LightSail je postavená na platformě CubeSat, jde tedy o krychlový satelit s hranou 10 cm. Na palubě těžké rakety FalconHeavy pocestuje LightSail spolu s řadou jiných mikrosatelitů.

Cílem vědců z Palnetary Society je poslat LightSail do vzdálenosti 2000 km od Země a rozvinout čtyři trojúhelníkové tenkostěnné sluneční plachty. Celková plocha plachet má dosahovat 32 m2.

Smyslem LightSoil není překonávat obrovské vzdálenosti ale získat teoretické základy o fungování vesmírných solárních plachetnic. Teprve následně lze uvažovat o stavbě větších exemplářů.