Sebuah layar surya fisi inovatif yang didanai oleh NASA dapat membawa sains ke tujuan baru yang menarik

Layar surya yang tersebar, ditunjukkan dalam ilustrasi konseptual ini, dapat memungkinkan misi ke tempat-tempat yang sulit dijangkau, seperti orbit di atas kutub matahari. Kredit: Mackenzie Martin

Suka[{” attribute=””>NASA’s exploration continues to push boundaries, a new solar sail concept has been selected by the agency for development toward a demonstration mission that could carry science to new destinations.

The Diffractive Solar Sailing project was selected for Phase III study under the NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) program. Phase III aims to strategically transition NIAC concepts with the greatest potential impact for NASA, other government agencies, or commercial partners.

“As we venture farther out into the cosmos than ever before, we’ll need innovative, cutting-edge technologies to drive our missions,” said NASA Administrator Bill Nelson. “The NASA Innovative Advanced Concepts program helps to unlock visionary ideas – like novel solar sails – and bring them closer to reality.”

Just like a sailboat using wind to cross the ocean, solar sails use the pressure exerted by sunlight to propel a craft through space. Existing reflective solar sail designs are usually very large and very thin, and they are limited by the direction of the sunlight, forcing tradeoffs between power and navigation. Diffractive lightsails would use small gratings embedded in thin films to take advantage of a property of light called diffraction, which causes light to spread out when it passes through a narrow opening. This would enable the spacecraft to make more efficient use of sunlight without sacrificing maneuverability.

“Exploring the universe means we need new instruments, new ideas, and new ways of going places,” said Jim Reuter, associate administrator for NASA’s Space Technology Mission Directorate (STMD) at NASA Headquarters in Washington. “Our goal is to invest in those technologies throughout their lifecycle to support a robust ecosystem of innovation.”

Dari eksplorasi manusia di luar angkasa hingga propulsi dan robotika canggih, Innovative Advanced Concepts (NIAC) NASA bertujuan untuk mengubah kemungkinan dengan mendukung penelitian teknologi luar angkasa tahap awal yang secara fundamental dapat mengubah masa depan. kredit: NASA

Penghargaan NIAC Tahap III akan memberikan penghargaan kepada tim peneliti sebesar $2 juta selama dua tahun untuk mengembangkan teknologi lebih lanjut dalam persiapan untuk misi demonstrasi potensial di masa depan. Proyek ini dipimpin oleh Amber Dobell dari Laboratorium Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins di Laurel, Maryland.

“NIAC memungkinkan kami untuk memajukan beberapa konsep teknologi paling inovatif dalam penerbangan,” kata Mike LaPointe, penjabat direktur eksekutif Program NIAC di Markas Besar NASA. “Tujuan kami adalah untuk mengubah janji berlayar surya yang layak dan reflektif untuk melakukan hal itu untuk sejumlah aplikasi misi baru yang menarik.”

Layar cahaya reflektif akan memperluas kapasitas layar surya jauh melampaui apa yang mungkin dilakukan dengan misi yang sedang dikembangkan saat ini. Proyek ini dipimpin oleh Amber Dobell dari Laboratorium Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins di Laurel, Maryland. Kelayakan konsep tersebut sebelumnya telah dipelajari di bawah penghargaan Tahap I dan Tahap II NIAC, yang dipimpin oleh Dr. Grover Schwazlander dari Institut Teknologi Rochester di New York, yang terus menjadi penyelidik bersama dalam proyek tersebut. Les Johnson, yang memimpin dua misi layar surya NASA yang akan datang di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall NASA di Huntsville, Alabama, juga seorang penyelidik asosiasi. Di bawah penghargaan sebelumnya, tim telah merancang, membuat, dan menguji berbagai jenis bahan layar terdifraksi; Eksperimen dilakukan dan skema navigasi dan kontrol baru dirancang untuk misi layar optik yang berpotensi dibelokkan di sekitar kutub matahari.

Pekerjaan di bawah Tahap III akan meningkatkan material layar dan melakukan pengujian darat untuk mendukung misi surya konseptual ini. Orbit yang melewati kutub utara dan selatan matahari sulit dicapai dengan menggunakan propulsi pesawat ruang angkasa konvensional. Didorong oleh tekanan konstan sinar matahari, lampu sorot reflektif ringan dapat menempatkan sekelompok pesawat ruang angkasa sains ke orbit di sekitar kutub matahari untuk memajukan pemahaman kita tentang matahari dan meningkatkan kemampuan prakiraan cuaca ruang angkasa kita.

“Pelayaran surya reflektif adalah pandangan modern tentang pandangan lampu fotovoltaik yang telah berusia puluhan tahun. Sementara teknologi ini dapat meningkatkan banyak struktur misi, teknologi ini siap untuk sangat berdampak pada kebutuhan komunitas fisika surya akan kemampuan pemantauan surya yang unik,” katanya. . “Dengan keahlian gabungan tim kami dalam optik, luar angkasa, pelayaran surya konvensional, dan metamaterial, kami berharap memungkinkan para ilmuwan untuk melihat matahari tidak seperti sebelumnya.”

NIAC mendukung ide-ide penelitian visioner melalui pendekatan multi-progresif Tahapan studi. NASA mengumumkan 17 tahap pertama dan tahap kedua Pilihan saran Februari 2022. NIAC didanai oleh STMD NASA, yang bertanggung jawab untuk mengembangkan teknologi dan kemampuan komprehensif baru yang dibutuhkan badan tersebut untuk mencapai misinya saat ini dan di masa depan.