НАСА проектира космически кораби платноходи

Ръководството на американската космическа агенция НАСА буквално преди дни избра поредния проект за своето дългосрочно развитие. Това е Diffractive Solar Sail и в неговите рамки ще бъде разработено слънчево платно. То ще пречупва падащата върху него светлина, преди тя да се докосне в повърхността и така ще осигурява съвсем малък импулс тяга. Този подход ще позволи да се избегне зависимостта на ефективността на слънчевото платно от ъгъла на падане на светлината и в някои случай дори ще позволи на космическите кораби да маневрират, без да губят от скоростта си.

Слънчевите платна работят за сметка на налягането, при създаваните от слънчевата светлина фотони, които се отразяват от повърхността на платното. Силата на това налягане съвсем не е велика, но като се използва голямата площ на платното, леки материали и голям запас от търпение, тази сила може да задвижи космическите кораби до твърде прилични скорости.

Старата идея, която се е зародила в умовете на фантастите, вече е била нееднократно проверявана на практика. Първата такава проверка беше японския космически апарат със слънчево платно IKAROS, пуснат през 2010 г. След това космическия апарат LightSail 2, който с помощта на слънчево платно се задържа на стабилна околоземна орбита и успя да извършва маневри там. Обаче, пряката реализация на технологията на слънчевото платно при споменатите по-горе опити, е далече от съвършенството.

Такива слънчеви платна осигуряват максимална сила на тягата само в случай, че слънчевата светлина пада на повърхността им под определен ъгъл. Така на свой ред, това ограничава възможните посоки на движение на космическите апарати и възможностите им за маневриране. Този проблем обаче може да бъде решен при използването на известното оптическо явление дифракция. Тънката повърхност на слънчевото платно може да бъде покрита с рационализирани и усъвършенствани наноструктури, които действат като класическа дифракционна решетка. Когато слънчевата светлина пада на повърхността на платното под голям ъгъл, тя ще се пречупва в дифракционната решетка и ъгълът на падане  ще се изравнява с оптималния. И в крайна сметка ефективността от работата на такова слънчево платно ще се стреми постоянно към максималната.
Екипът, който стои зад новия проект, изтъква, че такава технология ще позволи на космическите апарати да достигат и да се задържат на такива места в космическото пространство, които не са във възможностите на класическите космически кораби. Например, слънчевото платно ще е способно да задържи на полярна околослънчева орбита апарати, които постоянно ще следят Слънцето, за да се подобрят прогнозите за „космическото време“.

В заключение трябва да бъде отбелязано, че след одобрение проектът Diffractive Solar Sail става част от третият етап на програмата на НАСА под името NASA Innovative Advanced Concepts. В най-близко време екип от учени и инженери ще пристъпи към процеса на разработка и оптимизация за производство на материала на дифракционното слънчево платно. След създаването на опитни образци от материала, ще бъдат проведени наземни изпитания и при успех, в Космоса ще бъде изпратен изпитателен апарат, снабден със слънчево платно от нов тип.