Ηλιακά πανιά για διαστημικά ταξίδια σε χρόνο-ρεκόρ

Τα όρια του ηλιακού μας συστήματος είναι ένας αρκετά μακρινός προορισμός για κάθε διαστημόπλοιο που χρησιμοποιεί κάποια από τις συμβατικές τεχνολογίες κίνησης. Έτσι, για παράδειγμα, το σκάφος Voyager 1 χρειάσθηκε 35 χρόνια για να βγει έξω από την «επικράτεια» του ηλιακού μας συστήματος και να προχωρήσει πέρα από την ηλιόπαυση, δηλαδή την περιοχή όπου φθάνουν τα φορτισμένα σωματίδια από τον Ήλιο.

Επίσης, το διαστημόπλοιο New Horizons, το οποίο επισκέφθηκε τον Πλούτωνα και αυτή τη στιγμή κατευθύνεται στη ζώνη του Κόιπερ , θα καταλήξει στην ηλιόπαυση το 2047. Μία ημερομηνία που «μεταφράζεται» σε ένα ταξίδι συνολικής διάρκειας 41 ετών.

Τώρα, όμως, μία νέα τεχνολογία ηλιακών ιστίων της NASA με όνομα E-Sail, υπόσχεται να μειώσει δραστικά τη χρονική διάρκεια των μη επανδρωμένων αποστολών. Το πλεονέκτημά της είναι ότι θα αξιοποιεί τον ηλιακό άνεμο, δηλαδή τη σταθερή ροή φορτισμένων σωματιδίων που εκπέμπει ο Ήλιος.

O Μπρους Γουίνγκμαν, μηχανικός και επικεφαλής της ομάδας ανάπτυξης της τεχνολογίας
«Οι έρευνές μας έχουν δείξει πως μια αποστολή θα μπορούσε να φθάσει στην ηλιόπαυση σε λιγότερο από 10 χρόνια, αν χρησιμοποιούσε ένα σύστημα E-Sail», αναφέρει στο σάιτ της NASA ο Μπρους Γουίνγκμαν, μηχανικός και επικεφαλής της ομάδας ανάπτυξης της τεχνολογίας. «Κάτι τέτοιο θα έφερνε επανάσταση στα επιστημονικά οφέλη από αυτά τα ταξίδια».

Στην πραγματικότητα, το σύστημα E-Sail δεν μοιάζει με ιστίο, αφού παραπέμπει σε μια τεράστια ομπρέλα που δεν διαθέτει πανί, αλλά μόνο τα ακτινωτά στηρίγματά της – 10 με 20 ακτίνες από αλουμίνιο και πολύ μεγάλο μήκος, έως 20 χιλιόμετρα.

Με εξαιρετικά μικρό πάχος, το οποίο δεν θα ξεπερνά αυτό ενός συνδετήρα, οι ακτίνες θα παραμένουν τεντωμένοι λόγω των φυγόκεντρων δυνάμεων  που θα αναπτύσσονται με την αργή περιστροφή του σκάφους.

Όπως στη Γη, που ένα πλοίο κινείται καθώς ο άνεμος ωθεί το ιστίο του προς τα εμπρός, έτσι και στο διάστημα, το σκάφος θα κινείται από τη δύναμη που θα δέχεται το E-Sail από τον ηλιακό άνεμο.
«Ο Ήλιος εκπέμπει πρωτόνια και ηλεκτρόνια σε πολύ υψηλές ταχύτητες – από 400 έως 500 χλμ. ανά ώρα», εξηγεί ο Γουίνγκμαν. «Επομένως, το διαστημόπλοιο θα κινείται χρησιμοποιώντας την ορμή των θετικά φορτισμένων σωματιδίων».

Οι θετικά φορτισμένες ακτίνες θα απωθούνται από τα πρωτόνια, με συνέπεια να ωθούν το σκάφος προς τα εμπρός. Επιπλέον, το διαστημόπλοιο θα μπορεί να ελίσσεται μεταβάλλοντας το φορτίο των κατάλληλων ακτίνων ώστε η συνολική δύναμη που δέχεται να έχει την επιθυμητή κατεύθυνση.