Trots att det är en idé som skramlar runt i huvudet för ingenjörer och rymdentusiaster i över 40 år, har solseglar aldrig riktigt fått mycket dragkraft i vägen för den faktiska driftsättningen. Idag har NASA tagit ett viktigt steg mot att testa solsegelteknologi för användning i framtida rymdfarkoster.
Rymdskeppet Nanosail-D lanserades fredag 19 november klockan 20:25. EST från Kodiak Island, Alaska, och sparade på en annan satellit, båda ombord på en Minotaur IV-raket. Det har framgångsrikt tagits ut från lanseringsfordonet idag och är på egen hand. Även om seglen ännu inte distribuerats är detta redan en prestation som vädjar bra för framtiden för både solsegling och liten satellitteknik.
Nanosail-D-satelliten - vanligtvis beskrivet som ”bröd” - släpptes ut från den snabba, prisvärda satelliten för vetenskap och teknik (FASTSAT) klockan 1:31 kl EST 6 december. Inte bara är detta NASA: s första försök att distribuera ett solsegel i rymden, utan det markerar också första gången en nanosatellit kastas ut från en annan satellit, vilket bevisar att detta är ett pålitligt sätt att få flera satelliter till bana samtidigt.
Nanosail-D är en nanosatellit - eller cubesat - utformad för att testa potentialen för solseglar i atmosfärisk bromsning. Sådana segel - tillverkade av ett ultratunt och lätt material, i detta fall polymeren CP1 - kan eventuellt användas för att driva ett rymdskepp utanför vårt solsystem. Nanosail-D-seglet kommer att distribueras i låg jordbana, ungefär 650 km upp. Seglet kommer att användas för att visa hur sådan teknik skulle kunna bromsa satelliter när de behöver de-bana.
För närvarande innebär att de kretsar om satelliter manövrering av dem till en lägre och lägre bana med satellitmotorerna, vilket kräver mer drivmedel ombord på rymdskeppet helt enkelt för att bortskaffa den ordentligt. Nanosail-D kommer att distribuera ett solsegla och bana i 70-120 dagar, så småningom spiral in i jordens atmosfär för att bränna upp.
Eftersom den kommer att kretsa så nära jorden, är dess potential för att testa solseglar som framdrivning inte i fokus för uppdraget; emellertid är utbyggnaden av ett solsegel i sig en enorm teknisk utmaning. Nanosail-D kommer att vara det perfekta experimentet för att testa om metoden som NASA kommer att använda för att ta ut seglet är praktiskt i rymden.
Omedelbart efter utkastet tidigare idag startade en timer en tre-dagars nedräkning. När den når noll kommer den att gå högt - det vill säga fyra bom kommer ut från den lilla satelliten, och inom fem sekunder kommer seglet att utökas till 100 kvadratmeter segel.
Dean Alhorn, NanoSail-D-huvudutredare och flyg- och rymdingenjör vid Marshall Space Flight Center förklarar på uppdragssidan, ”Utplaceringen fungerar på motsatt sätt som snickarens måttband. Med ett måttband drar du ut det, som lindrar en fjäder, och när du släpper det dras det snabbt in igen. Med NanoSail-D lindrar vi bommarna runt mittens spindel. De avvecklade bommarna fungerar som våren. Cirka sju dagar efter lanseringen avlägsnar det seglet från mittens spindel. ”
Det har förekommit andra försök att lansera och distribuera solseglar tidigare, men när Nanosail D väl har distribuerats kommer det att vara det längsta solseglarförsöket som hittills försökt. Både JAXA och den ryska rymdbyrån har implementerat framgångsrika solsegelförsök.
JAXA lanserade ett klöverformat segel ombord på en klingande raket 2004 och experimentet varade i cirka 400 sekunder. De lanserade också IKAROS-rymdskeppet i maj 2010, som för närvarande är på väg till Venus, och kommer att flyga till motsatt sida av Sun från jorden. Ryssarna använde en 20-metersspegel med framgång ombord på Progress M-15-uppdragsuppdraget till Mir 1993. Namnet Znamya 2 kastade spegeln på en ljussträcka på 5 km (3 mil) över marken som svepte över södra Frankrike till västra Ryssland och kretsade i flera timmar innan han brände upp.
Planetary Society är förmodligen den mest röstiga och entusiastiska organisationen för att stödja solsegelteknologi. De utvecklar för närvarande ett solsegel som liknar Nanosail-D, kallad Lightsail-1. Samhället försökte lansera ett solsegla som heter Cosmos 1 2005, men raketen som transporterade satelliten avfyrade inte under sin andra etapp och farkosten försvann.
Nanosail-D är i sin andra iteration. Det första rymdskeppet togs i drift i början av 2008, och teamet - astrofysiker och ingenjörer vid Marshall Space Flight Center och Ames Research Center - hade fyra månader att sätta ihop en fungerande satellit. Den sjösattes ombord på en Falcon 1-raket i augusti 2008, men raketten brann upp i atmosfären. Om ingenjörer är bra på en sak, är det redundans - teamet hade konstruerat en andra Nanosail-D och hade gott om tid att träna ut några av buggarna och utveckla tekniken ännu mer.
Planetary Society hade nästan en chans att starta Nanosail-D, enligt Louis Friedman, verkställande direktör för The Planetarium Society, kontaktades de av teamet som utvecklade Nanosail-D efter det misslyckade första lanseringsförsöket och frågade om de skulle vilja hjälpa till att starta det andra Nanosail-D-rymdskeppet. Planetary Society var överens, men teamet hittade sedan utrymme ombord på FASTSAT-lanseringen. Följaktligen bärdes Lightsail-D av detta korta samarbete.
Timern räknar tyst vad som lovar att bli ett spännande uppdrag och en potentiell milstolpe i rymdfluktens framtid. Se detta utrymme för vidareutveckling på uppdraget.
Källor: NASA: s pressmeddelande, The Planetetary Society, NASA Science, NASA Nanosail-D faktablad
