การเดินทางระหว่างนอกโลก ความสามารถในการเคลื่อนที่เกินระบบสุริยะของเราและออกสู่ดวงดาว แต่จนถึงขณะนี้กลับถูกความฉงน วุ่นวายความกว้างใหญ่ของอวกาศที่ดูเหมือนจะผ่านไม่ได้

ดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดของเรา พรอกซิมา เซนทอรี อยู่ห่างออกไป 4.24 ปีแสง (40 ล้านล้านกิโลเมตรหรือ 25 ล้านล้านไมล์) แม้จะเดินทางด้วยความเร็วปัจจุบันที่ประมาณ56,000 กม./ชม. ยานอวกาศ โวเอเจอร์ 1ของ NASA ยังต้องใช้เวลาเกือบ73,000 ปีจึงจะครอบคลุมระยะทางดังกล่าว โดยรวมแล้ว มันยาวเกินกว่าจะรอได้

แต่เมื่อวันที่ 23 เมษายน NASA ก้าวกระโดดครั้งใหญ่สู่การเดินทางระหว่างดวงดาวด้วยการเปิดตัวAdvanced Composite Solar Sail Systemจากแท่นปล่อยจรวดในนิวซีแลนด์

ระบบใบเรือสุริยะในอนาคตสามารถเข้าถึงความเร็วได้สูงถึง 20 เปอร์เซ็นต์ของความเร็วแสง – เครดิตรูปภาพ: NASA/Aero Animation/Ben Schweighart

ใบเรือสุริยะทำงานอย่างไร

ยานอวกาศส่วนใหญ่ ซึ่งรวมยานโวเอเจอร์ 1 และ 2 ไว้ด้วย ถูกผลักผ่านอวกาศโดยใช้เครื่องขับดัน โดยมีโมเมนตัม

ของเชื้อเพลิงถูกขับดันยานอวกาศไปตามนั้น

ระบบเหล่านี้ทำงานได้ดีมาก จนกระทั่งน้ำมันเชื้อเพลิงหมด สิ่งนี้ทำให้เกิดข้อจำกัดสำคัญเกี่ยวกับความเร็วที่สามารถทำได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเชื้อเพลิงมีน้ำหนักมากและยานอวกาศจำเป็นต้องใช้มันจำนวนมาก

เพื่อหนีจากแรงโน้มถ่วงของโลก

แสงจากดวงอาทิตย์ (เช่นเดียวกับแสงทั้งหมด) ประกอบด้วยอนุภาคที่เรียกว่าโฟตอน แต่ก็มีโมเมนตัม การใช้ใบเรือสะท้อนแสงขนาดใหญ่ ยานอวกาศสามารถดูดซับโมเมนตัมนี้ได้จริงในขณะที่โฟตอนที่ชนและกระเด็นออกจากพวกมัน

“แม้ว่าโฟตอนแต่ละอันจะมีโมเมนตัมเพียงเล็กน้อย แต่ดวงอาทิตย์ก็ผลิตโฟตอนได้จำนวนมาก และเมื่อเวลาผ่านไป แม้ว่าคุณจะเร่งความเร็วค่อนข้างช้า แต่คุณก็จะได้รับความเร่งอย่างต่อเนื่องตราบเท่าที่คุณมองเห็นแสงจากดาวฤกษ์” ศาสตราจารย์แพทริค จอห์นสันผู้เขียนThe Physics Of Star Warsกล่าวกับBBC Science Focus

นักสำรวจระหว่างดวงดาวที่แล่นเรือด้วยแสงอาทิตย์สามารถเดินทางได้เร็วแค่ไหน?

ความสามารถของระบบใบเรือสุริยะในการเร่งความเร็วของยานขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ 3 ประการ ได้แก่ ขนาดของใบเรือ มวลของยานอวกาศ และระยะห่างจากดวงอาทิตย์

แต่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีที่แยบยลสองสามวิธีในการแก้ปัญหาระยะทาง

ในปี 2559 Breakthrough Initiativesได้ประกาศแผนสำหรับภารกิจไปยังระบบดาวสามดวงของ Alpha Centauri โดยใช้เลเซอร์อันทรงพลังที่สามารถเสริมกำลังยานอวกาศได้

ตามทฤษฎีแล้ว ยานอวกาศเหล่านี้สามารถเข้าถึงความเร็วที่ใกล้ถึงระดับ 20 เปอร์เซ็นต์ของความเร็วแสง (216 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง) นั่นจะทำให้ Alpha Centauri อยู่ใกล้มือในเวลาเพียง 20 ปี

ใบเรือสะท้อนแสงขนาดใหญ่จะทำให้ยานอวกาศมองเห็นได้ง่ายจากโลก มันอาจจะสว่างพอๆ กับซิเรียส ดาวที่สว่างที่สุดในท้องฟ้ายามค่ำคืน

อลัน โรดส์ หัวหน้าวิศวกรระบบของภารกิจกล่าวว่า “บูมขนาด 7 เมตรสามารถม้วนตัวจนกลายเป็นรูปร่างที่เหมาะกับมือของคุณได้” อลัน โรดส์ หัวหน้าวิศวกรระบบของภารกิจ กล่าวในโพสต์ของ NASA เกี่ยวกับภารกิจนี้

เมื่อปฏิบัติการแล้ว ทีมงาน NASA วางแผนที่จะทดสอบชุดการซ้อมรบด้วยใบเรือที่ออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนวงโคจรของยานอวกาศและรวบรวมข้อมูลอันมีค่าสำหรับภารกิจแล่นเรือสุริยะในอนาคต

ความหวังก็คือเทคโนโลยีที่กำลังเติบโตนี้จะสามารถรองรับใบเรือขนาดเท่าสนามบาสเก็ตบอลได้ในอนาคตอันใกล้นี้ และเทคโนโลยีที่เกิดจากความสำเร็จของภารกิจนี้สามารถนำไปใช้กับใบเรือขนาดครึ่งสนามฟุตบอลได้ในสักวันหนึ่ง

source : sciencefocus,

The post ภารกิจ ‘Solar Sail’ มิชชั่นอันกล้าหาญของ NASA appeared first on EduBright Resources.