Solseil – framtiden innen romreisen

Solseil – framtiden innen romreisen

Et solseil er en type fremdriftsmetode som kan nyttes av romfartøyer. Solseilet er konstruert for å bevege seg utelukkende på grunn av solstrålingen som reflekteres av seilet. Det finnes ikke noe drivstoff som må forbrukes, og det er dermed ingen begrensing på seilets rekkevidde.

Solstrålingen kan ses på som en strøm av energipakker også kalt fotoner. Fotonene har både energi og bevegelsesmengde. Når de reflekteres av seilet, endres bevegelsesmengden, noe som gjør at det virker en kraft på seilet. Trykket på seilet varierer med den totale mengden solstråling som treffer seilet. Seilets effektivitet øker jo nærmere Solen det er. Kraften avtar med kvadratet av avstanden fra Solen. Jo lengre fra Solen seilet er, jo mindre stråling treffer seilet. Solseil vil derfor fungere best i det indre solsystemet. Trykket på seilet avtar også jo mer seilet snus på kant mot Solen. Et seil kan reflektere omkring 90 % av strålingen som treffer det. Det er høyst usannsynlig at noen annen type romfartøy i dette århundre vil kunne operere mer effektivt enn solseilet i den indre delen av Solsystemet.

Trykket fra solstrålingen som virker på seilet, forårsaker en kraft som akselererer eller bremser seilet, avhengig av hvordan dette er orientert i forhold til Solen. Energikilden trenger ikke nødvendigvis være en stjerne, men også andre kilder som for eksempel laser, mikrobølger og magnetfelt kan benyttes. Det er viktig å ha et kontrollsystem som kan orientere seilet i forhold til energikilden. Et praktisk problem er at solseil må være svært store for å være effektive.

Selv om kraften som virker på solseilet er svak, vil det kunne gi et romfartøy som ikke skal overvinne noen friksjon av betydning, en enorm hastighet over tid. Et solseil som har en akselerasjon på bare 1 mm/s2, vil i løpet av ett år endre sin hastighet med 31,5 km per sekund eller vel 113 000 km i timen fordi denne akselerasjonen da virker i 31,5 millioner sekunder.

Med solseil vil det bli mulig å frakte betydelige nyttelaster til de fleste himmellegemer i solsystemet. Man har beregnet at et seil på 800 m x 800 m kan frakte seg selv og en nyttelast på 1500 kg til et møte med Halleys komet. Noe av det beste med solseilet er imidlertid at når en nyttelast er levert, kan det ta med tilsvarende nyttelast og komme tilbake med den. Denne egenskapen er en direkte følge av at solseilet ikke trenger å frakte med seg drivstoff.

Science fiction-forfattere har lenge beskrevet lange romferder med romskip drevet fram med solseil. Nå kan drømmene snart være virkelighet, men utviklingen har ikke skjedd uten problemer.

Det er ikke mulig å sende ut farkoster med seil ferdig påmontert. Derfor må seilene ligge pent innpakket under utskytning, for så å foldes ut i rommet. Den japanske romfartsorganisasjonen JAXA testet i 2004 om intrikat sammenbrettede strukturer ville brette seg ut etter oppskytning. To forskjellige solseil ble brettet ut med hell. Det var første gang slike solseil blir brettet ut i rommet.

Den første sonden som skulle benyttet solseil var Cosmos 1 som i 2005 skulle skytes opp fra en russisk ubåt i Barentshavet. Oppskytningen, i regi av det private The Planetary Society, slo imidlertid feil.

Tre år etter, i 2008, forsøkte NASA ved hjelp av en Falcon 1 rakett fra Space X å sende opp sin NanoSail-D. Dette forsøket mislykkes da raketten feilet. Satellitten gikk tapt, men NASA hadde en ekstra modell av NanoSail-D i bakhånd. Etter en del forbedringer ble NanoSail-D2 skutt opp i 2010.

Også nå fikk man problemer, men etter flere forsøk lykkes det å få satellitten til å folde ut seilene. Som navnet antyder var dette en mikrosatellitt på størrelse med et vanlig brød.

I 2010 passerte den indiske sonden IKAROS Venus. IKAROS var det første romfartøyet som viste at det var mulig å bruke solseil for interplanetarisk fart.

i 2015 ble det lille romfartøy LightSail sendt ut i rommet. Selve fartøyet er satt sammen av tre små kuber. En inneholder solceller, kamera, sensorer og kontrollsystemer, de to andre et solseil. Oppe i verdensrommet foldes det først ut solceller og antenner, og så det store seilet på 32 kvadratmeter.

Det er bare et tidsspørsmål når et større romfartøy drevet med solseil vil være på vei ut i verdensrommet.

More Stories