دانشنامهمفهوم
بادبان خورشیدی Solar sail
بادبان خورشیدی ورقهٔ بسیار نازک و بازتابنده‌ای است که با فشار نور خورشید، بدون هیچ سوختی، فضاپیما را در فضا جلو میبرد و برای مأموریت‌های طولانی کاربرد دارد.
بادبان خورشیدی (Solar sail) روشی برای پیشرانش فضاپیما است که از تکانهٔ نور استفاده میکند. نور جرم ندارد ولی تکانه دارد و وقتی از سطحی بازتابیده می‌شود نیرویی بسیار کوچک به آن وارد میکند. در فاصلهٔ یک واحد نجومی از خورشید این فشار حدود ۹ میکرونیوتن بر متر مربع است. اگر بادبان بسیار بزرگ و سبک باشد، همین نیروی کوچک میتواند در طول ماهها فضاپیما را تندتر کند.
بادبان خورشیدی چگونه کار میکند؟
بادبان از لایه‌ای پلاستیکی بسیار نازک با پوشش فلزی ساخته می‌شود. فوتون‌های خورشید به آن می‌خورند و بازتاب می‌شوند. با کج‌کردن بادبان نسبت به نور، می‌توان مدار را بالا یا پایین برد. شتاب بسیار کم ولی بی‌وقفه است و چون سوخت مصرف نمی‌شود، نظری مأموریت‌های بسیار طولانی را ممکن میکند. باید میان آن و باد خورشیدی تفاوت گذاشت: بادبان‌های نوری به فشار تابش نور تکیه دارند که حدود هزار برابر قوی‌تر از فشار ذرات باد خورشیدی است.
تاریخچه و نمونه‌ها
یوهانس کپلر در سدهٔ هفدهم از دیدن دُم دنباله‌دارها به این فکر افتاد که نور فشار دارد و میتواند «بادبان‌هایی برای آسمان» را به حرکت درآورد. چند نمونهٔ عملی آزموده شده است.
- ایکاروس (IKAROS): فضاپیمای جاکسا در ۲۰۱۰ نخستین بادبان خورشیدی بین‌سیاره‌ای بود که با موفقیت به کار رفت و از کنار زهره گذشت.
- لایتسیل ۲ (LightSail 2): پروژهٔ انجمن سیاره‌ای در ۲۰۱۹ نخستین فضاپیمایی بود که تنها با نور خورشید مدار خود را به دور زمین بالا برد.
- نانوسیل-دی ۲ (NanoSail-D2) ناسا هم آزمایش‌هایی انجام داد.
کاربردها و رؤیاها
بادبان‌ها برای مأموریت‌هایی که شتاب پایدار و بی‌سوخت می‌خواهند مناسب‌اند، مثل پایش خورشید از جایگاه‌های ویژه. طرح «بریک‌ترو استارشات» پیشنهاد میکند بادبان‌های بسیار کوچک را با لیزرهای قوی به سوی آلفا قنطورس بفرستند؛ این طرح هنوز در مرحلهٔ مفهومی است.
پرسش‌های رایج
### بادبان خورشیدی چیست؟
بادبان خورشیدی ورقهای نازک و آینهمانند است که با فشار نور خورشید فضاپیما را بدون سوخت پیش میبرد.
### آیا بادبان خورشیدی واقعاً کار میکند؟
بله. ایکاروس ژاپن در ۲۰۱۰ و لایتسیل ۲ در ۲۰۱۹ نشان دادند که نور خورشید میتواند مدار فضاپیما را تغییر دهد.
### بادبان خورشیدی با باد خورشیدی یکی است؟
نه. بادبان خورشیدی از فشار نور بهره میبرد، ولی باد خورشیدی جریانی از ذرات باردار است.
### بادبان خورشیدی چقدر سریع است؟
بادبان خورشیدی شتاب بسیار کمی دارد، ولی چون پیوسته شتاب میگیرد، در طول ماهها میتواند به سرعتهای بالا برسد.
فکت علمی