NASA พัฒนายานอวกาศพลังใบ ! ท่องจักรวาลด้วยแรงดันจากแสงอาทิตย์

บริษัทโครงสร้างพื้นฐานด้านอวกาศอย่างเรดไวร์สเปซ (Redwire Space) พันธมิตรด้านอวกาศขององค์การนาซา สาธิตการทำงานของใบเรือสุริยะที่โรงงานลองมอนต์ (Longmont) ในรัฐโคโลราโดได้สำเร็จ ใบเรือสุริยะที่ว่านี้มีความคล้ายคลึงกับใบเรือลมที่ใช้ขับเคลื่อนเรือ แต่แทนที่จะสะท้อนลม ใบเรือสุริยะจะสะท้อนแสงอาทิตย์ซึ่งประกอบด้วยโฟตอน (อนุภาคของแสง) ส่งผลให้สร้างแรงผลักดันที่สามารถขับเคลื่อนยานระหว่างโคจรอยู่ในอวกาศได้ หากอยากให้ได้แรงผลักดันสูง ใบเรือสุริยะจะต้องมีขนาดใหญ่ และต้องประกอบด้วยวัสดุที่มีคุณสมบัติสะท้อนแสงได้ดี 

นาซาต้องการนำเทคโนโลยีนี้มาใช้ในภารกิจสำรวจอวกาศ ซึ่งสามารถออกแบบเป็นยานอวกาศมวลต่ำ และส่งไปยังวงโคจรใหม่ได้ ในเดือนพฤศจิกายน 2010 นาซาได้ทดสอบเทคโนโลยีนี้โดยได้เริ่มภารกิจนาโนเซล-D2 (NanoSail-D2) มีใบเรือขนาด 10 ตารางเมตร (ขนาดพื้นที่ประมาณเตียง 6 ฟุตเรียงต่อกัน 3 เตียง) บนวงโคจรเหนือผิวโลก 650 กิโลเมตร ส่วนในปี 2019 ได้เริ่มภารกิจ ไลท์เซล (LightSail 2) โดยทดลองใช้ใบเรือขนาด 32 ตารางเมตร และต่อมาในปี 2022 ภารกิจเอ็นอีเอ สเก๊าท์ (NASA's Near Earth Asteroid (NEA) Scout) ใช้ใบเรือขนาด 85 ตารางเมตร

การสาธิตทั้ง 3 ครั้งที่กล่าวถึงประสบความสำเร็จไปได้ด้วยดี ดังนั้นนาซาจึงเริ่มก้าวที่ใหญ่ขึ้น และเพิ่งสาธิตภาคพื้นดินของใบเรือสุริยะที่มีขนาด 413 ตารางเมตร ใบเรือทำจากวัสดุโพลีเมอร์และเคลือบด้วยอะลูมิเนียม มีความบางเพียง 2.5 ไมครอนเท่านั้น (บางกว่าเส้นผมมนุษย์ประมาณ 20 - 40 เท่า) บริษัทเรดไวร์ ได้ใช้บูมคอมโพสิตยาว 30 เมตร 2 อัน เพื่อยืดใบเรือสุริยะตัวต้นแบบออก แต่สิ่งที่น่าสนใจก็คือ การสาธิตครั้งนี้เป็นขนาดเพียง 1 ใน 4 ของนวัตกรรมที่นาซาพัฒนาขึ้นเท่านั้น หมายความว่าเมื่อใช้งานเต็มที่ ใบเรือสุริยะจะสามารถกางออกได้มีขนาดพื้นที่ 1,651 ตารางเมตร หรือเทียบเท่ากับพื้นที่สนามบาสเก็ตบอล NBA เกือบ 4 สนามเลยทีเดียว

การสาธิตครั้งนี้จัดขึ้นเมื่อเดือนมกราคม และการที่มันประสบความสำเร็จ ทำให้มันมีความพร้อมทางเทคโนโลยีของนาซาอยู่ที่ระดับ 6 ซึ่งหมายความว่าสามารถส่งขึ้นไปยังอวกาศได้

นาซาวางแผนที่จะใช้ใบเรือสุริยะเพื่อศึกษาบริเวณขั้วเหนือและใต้ของดวงอาทิตย์ เนื่องจากระบบขับเคลื่อนยานแบบเดิมไม่สามารถสร้างแรงขับเคลื่อนที่จำเป็นเพื่อให้ยานอยู่ในวงโคจรใกล้พื้นที่ดังกล่าวได้

นอกจากนี้ หากมีการพัฒนานวัตกรรมใบเรือสุริยะอย่างต่อเนื่อง อาจสามารถใช้เพื่อสร้างแรงขับเคลื่อนให้ยานอวกาศสามารถออกเดินทางไปนอกระบบสุริยะจักรวาล และหากยานเดินทางออกห่างจากดวงอาทิตย์จนพ้นเขตอิทธิพลของลมสุริยะ นาซาก็สามารถใช้เลเซอร์ขนาดใหญ่เพื่อขับเคลื่อนใบเรือสุริยะนี้ให้เคลื่อนที่ไปยังระบบดาวอื่น ๆ ก็อาจเป็นไปได้

ที่มาข้อมูล InterestingEngineering

ที่มารูปภาพ NASA