كان يُعتقد سابقًا أن الأشرعة الشمسية تنتمي إلى عوالم الخيال العلمي. ومع ذلك ، أظهرت السنوات الأخيرة أنه يمكن هندسة المركبة الفضائية الشراعية الشمسية في الواقع ، ويمكن لاختراع جديد للشراع الشمسي من المعهد الفنلندي للأرصاد الجوية أن يدفع هذا الهدف خطوة واحدة. بدلاً من استخدام ضغط الإشعاع الشمسي ، يستخدم هذا المفهوم الجديد الجسيمات المشحونة للغاية في الرياح الشمسية لإعطاء المركبة دفعها. بالإضافة إلى ذلك ، من خلال إثارة الموجات اللاسلكية ، قد يضخم النظام تأثيرات تسارع الرياح الشمسية ، مما يمنح المركبة الفضائية وظيفة "تعزيز" ...
تقليديا ، تستفيد الأشرعة الشمسية من الزخم الذي تحمله الفوتونات من الإشعاع الكهرومغناطيسي من الشمس. باستخدام مظلة ضخمة من مادة خفيفة الوزن للغاية (ولكن قوية) ، يختبر الشراع قوة من ضوء الشمس الساقط. نظرت بعض المفاهيم المتقدمة أيضًا استخدام الليزر الكوكبي لدفع المركبات الفضائية التي تعمل بالطاقة الشمسية من الشراع من A إلى B. اجعل الشراع الشمسي كبيرًا بما يكفي ، ويمكن نقل الزخم الثابت من الفوتونات الشمسية ، مما يسرع المركبة الفضائية. هناك بالطبع العديد من العقبات التي تعترض هذا التصميم ، ولكن تم بناء نماذج أولية (على الرغم من فشل العديد منها في الوصول إلى الفضاء بسبب فشل إطلاق الصواريخ).
في خروج عن الشراع الشمسي الذي يعمل بالفوتون ، بدأ العلماء والمهندسون في النظر في خصائص الرياح الشمسية حبيبات كمصدر محتمل للدفع. مزايا استخدام جزيئات الرياح الشمسية هي أ) مشحونة كهربائيًا ، ب) ذات سرعة عالية (استنتجت ملاحظات التلألؤ بين الكواكب سرعات تصل إلى 800 كم / ثانية ، أو 1.8 مليون ميل في الساعة) ، و ج) وفيرة في الفضاء بين الكواكب في جميع أنحاء النظام الشمسي (خاصة عند الحد الأقصى للطاقة الشمسية). لذا فإن المفهوم الفنلندي الجديد سيستفيد بشكل كامل من هذه الوسيلة بين الكواكب المشحونة للغاية. باستخدام مروحة من الكابلات الطويلة جدًا المشحونة كهربائيًا (تمتد على بعد عدة كيلومترات من المركبة الفضائية المركزية) ، فإن جسيمات الرياح الشمسية المشحونة بشكل مشابه (بشكل رئيسي البروتونات ذات الشحنة الموجبة) ستصيب مروحة الكابلات المشحونة إيجابياً (توليد مجال كهربائي طارد) ، إعطاء الكابلات "ركلة" صغيرة بحجم البروتون ، مع تبديل زخمها إلى دفع المركبات الفضائية. يتم الحفاظ على شحن الكبل بواسطة مسدس إلكتروني يعمل بالطاقة الشمسية ، باستخدام لوحين شمسيين تقليديين كمصدر للطاقة. كما سيتم اختبار "تعزيز" الترددات الراديوية في نموذج النموذج الأولي. ستتسبب موجات الراديو في تسخين الإلكترونات ، مما قد يعزز قوة الشراع الشمسي.
يتم هندسة المشروع حاليًا ويقوم باحثون من فنلندا وألمانيا والسويد وروسيا وإيطاليا حاليًا بتطوير مكونات مختلفة من الشراع الشمسي. يعتمد التنفيذ الناجح للنموذج الأولي الذي يمكن إطلاقه في غضون ثلاث سنوات على تأمين تمويل بقيمة 8 ملايين دولار (5 ملايين يورو).
المصادر: معهد الأرصاد الجوية الفنلندي ، علوم حية
