Hvor du kan reise i verdensrommet avhenger av hvor mye drivmiddel du har om bord i raketten din, og hvor effektivt du kan bruke den. Du trenger bare å fange dem.
Og akkurat nå tester Planetary Society sitt nye LightSail 2-romfartøy hvor bra det vil fungere.
Solseil er en genial ide som først ble tenkt på av Johannes Kepler på 1600-tallet, da han forestilte seg at seil og skip kunne tilpasses romfarten. Selvfølgelig forsto han ikke helt fysikken som er involvert ennå.
Men med store funn i partikkelfysikk og kvantemekanikk på begynnelsen av det 20. århundre, skjønte forskere at lyset selv kunne fungere som en vind som blåser et seil i verdensrommet.
Selv om fotoner ikke har noen masse, kan de gi momentum når de spretter fra en svært reflekterende overflate - dette er et lett seil. Det er ikke veldig mye, men i vakuumet av rommet er det ingen luftmotstand for å senke seilet. Med nok fotoner, og nok tid, kan et lett seil akselerere til utrolig høye hastigheter.
Ved å bruke en kjemisk rakett kan du konvertere hele det observerbare universets masse til rakettbrensel, og du ville ikke få et lite romskip til å gå raskere enn 0,2% lysets hastighet. Men et lett seil kan teoretisk ta deg opp til relativistiske hastigheter, ved å reise fra stjerne til stjerne i en menneskelig levetid.
Siden ubegrenset gratis drivmiddel kommer fra solen, og enorme hastigheter er mulig, hvorfor er det ikke solseil overalt?
Godt spørsmål.
Det er et spørsmål som Planetary Society har vært besatt av i mange år nå, og de har endelig lansert et ekte solseil for å prøve å finne ut hvor godt de faktisk fungerer.
Tilbake i 2005 prøvde de å lansere verdens første solseil, Cosmos 1, men en rakettfeil ødela den. Deretter dro de tilbake til jobben og utviklet LightSail 1, som ble lansert i 2015 og testet deres solseilutplassering i verdensrommet.
Og til slutt, i 2019, var Planetary Society klar til å prøve å seile i verdensrommet.
25. juni 2019 sprengte en SpaceX Falcon Heavy fra Floridas Cape Canaveral som bar 24 romfartøyer til det amerikanske luftforsvarets STP-2-oppdrag. Dette var tredje gang Falcon Heavy lanserte, og vi håpet alle at den ville lande sin midterste etappe. Ikke så mye, det er fremdeles på oppgavelisten. Men det er ikke det denne videoen handler om.
Uansett, i tillegg til de mystiske flyvåpen-satellittene, hadde Falcon Heavy fra seg Planet Planet Society's LightSail 2 ombord på sitt Prox-1-bærer-romfartøy, som den ga ut i en høyde av 720 kilometer.
Deretter 23. juli 2019 satte romfartøyet ut solseilet.
Den åpnet sine hengslede solcellearrays, og rullet deretter ut fire, målelignende seilbommer, og slynget ut sine 4 trekantede seil og satte ut 32 kvadratmeter seilområde.
Det er viktig å merke seg at dette romfartøyet er lite, med en vekt på bare 5 kg eller 11 pund, omtrent på størrelse med et brød.
Når det går i bane rundt jorden, svinger romskipet seilene inn og ut av sollyset, med hver periode som løfter sin bane med noen hundre meter om dagen.
Dette høres bra ut, dessverre, LightSail 2 har ikke kontrollsystemene ombord for å kontrollere vinkelen nøye nok til å forbli i bane på ubestemt tid.
Mens den løfter bane på flere sider av jorden med flere hundre meter om dagen, kan den ikke vippe seilene nøyaktig nok til å forhindre at bunnen faller ned på den andre siden av planeten. Etter hvert vil den dyppe ned i jordens atmosfære og brenne opp.
Men forhåpentligvis vil ingeniører i Planetary Society endelig ha lært hvor praktisk et solseil kan være for romutforskning.
Det er fremdeles i bane, og sender kjempeflotte bilder av hjemmeplaneten vår.
Når Planetary Society's LightSail 2 sender hjem data, lærer oppdragskontrollører å seile i verdensrommet, vil dette være verdifull lærdom for fremtidige oppdrag som kan bruke denne teknologien som en faktisk fremdriftsmetode.
Et oppdrag i verkene er NASAs Near-Earth Asteroid Scout, eller NEA Scout. Dette Cubesat-oppdraget kan fly som en sekundær nyttelast med den første testen av NASAs Space Launch System, det ubesatte EM-1-oppdraget, som kunne lanseres allerede i juni 2020.
Etter distribusjon fra Orion-kapselen, ville NEA Scout trekke ut solseilene sine, dobbelt så store som LightSail 2, og deretter bruke to år på å reise til en nær jordkloden asteroide for å studere den på nært hold.
Vi kjenner ikke målet ennå, men en potensiell destinasjon kan være jordobjektet 1991 VG, som ble oppdaget i 1991 kort tid før det passerte omtrent avstanden fra jorden til månen. Og så kom den tilbake i august 2017. Vi vil følge med på den berget som en potensiell trussel, men også en skattekiste av metaller og mineraler som kan bidra til å støtte fremtidig utforskning av solsystemet.
Et annet oppdrag som kan bruke et solseil er Japans Oversize Kite-craft for leting og astronautikk i det ytre solsystemet eller OKEANOS. Dette ville være et oppdrag til trojanske asteroider, som ligger ved L4 og L5 Sun-Jupiter Lagrange Points.
Dette er et ideelt sted å studere asteroider fordi Jupiter og solens tyngdekraft har fanget et stort antall på ett sted, og et oppdrag kan enkelt ta mange forskjellige asteroider.
OKEANOS ville ha en hybrid solseil, dekket av solcellepaneler som den også vil bruke for å skaffe strøm til instrumentene og ionemotoren.
Japan var et av de første landene som noensinne testet et solseil, med deres IKAROS-oppdrag som ble distribuert i 2010, og til slutt fikk hundrevis av meter hvert sekund med hastighet ved bruk av solseilet.
OKEANOS kan til og med komme med en lander. Takket være deres erfaring med Hayabusa2 og asteroiden Ryugu, har JAXA lært enormt mye om landing og innsamling av prøver fra bittesmå asteroider.
Hvis alt går bra, vil OKEANOS lansere på midten av 2020-tallet ombord på et H-IIA-oppskytingsbil, ved hjelp av flere tyngdekraftsassistanser for å ta turen ut til Jupiter. Og hvis oppdraget virkelig er vellykket, kan det til og med bringe et utvalg av en trojansk asteroide hjem.
NASA vurderer til og med å legge et solseil til Deep Space Lunar Gateway. På et spesielt planleggingsarrangement for Deep Space Gateway i 2017 presenterte medlemmer fra det kanadiske romfartsorganisasjonen konseptet om et solseil som kan legges til stasjonen. Det pågående lyset fra sola ville gi et konstant drivkraft som stasjonen kunne bruke for å opprettholde sin bane uten fremdrift. Holdt ute på en kanadisk robotarm - hva ellers - kan et 50 kvadratmeter stort solseil redde stasjonen 9 kg hydrazin i året, noe som er dyrt å frakte opp fra Jorden til Månen.
Et oppdrag du sannsynligvis er kjent med er Breakthrough Starshot-konseptet. I stedet for å bruke lys fra solen som fremdrift, håper Breakthrough Starshot å bruke kraftige lasere som vil akselerere bittesmå satellitter til interstellare hastigheter.
Dette kan være det første romfartøyet som noensinne har sendt hjem bilder fra et annet stjernesystem. Vi har gjort en hel episode om dette og enda et tyngre laserseglemisjon kalt Project Dragonfly.
Dessverre har det tatt lenger tid for romfartsorganer å innlemme solseil i oppdragene sine enn jeg hadde håpet. Det er forståelig, de er kompliserte og skjøre og krever presis orientering. Det er fornuftig at misjonsplanleggere vil bruke velprøvde kjemiske raketter, eller effektive ionemotorer for å drive romfartøyet sitt over solsystemet.
Men etter hvert som flere og flere solseil blir lansert og testet, vil ingeniører bli mer sikre på de beste måtene å bruke dem som en del av et oppdrag. Jeg kan forestille meg en fremtid når nesten hvert oppdrag har et backup-solseil ombord, i tilfelle noe skulle gå galt med hovedmotoren.
Jeg har alltid vært fascinert av muligheten for solseiling, og jeg har sett hver enkelt oppdagelse og skritt fremover med spenning. Jeg er virkelig glad for at Planetesamfundet har klart det så langt med testene deres. De utførte hele oppdraget for $ 7 millioner dollar, finansiert av medlemmer av Planetary Society, private borgere og en Kickstart-kampanje. Hvis du vil støtte dette og fremtidige oppdrag for å utforske solsystemet, kan du gå til planetary.org for å finne ut mer.
