Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Solar sails )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о движении космического корабля за счет радиационного давления солнечного света. Для давления частиц и электромагнитного поля солнечного ветра см электрический парус и магнитный парус . Для космического корабля Планетарного общества см. LightSail .
"лазерный парус" перенаправляется сюда. Не следует путать с Laser (лодкой) .
Космический зонд IKAROS с солнечным парусом в полете (изображение художника) с типичной квадратной конфигурацией паруса.

Солнечные паруса (также называемые световыми парусами или фотонными парусами ) - это метод движения космического корабля с использованием радиационного давления, оказываемого солнечным светом на большие зеркала. С 1980-х годов был предложен ряд космических полетов для проверки солнечной тяги и навигации. Первым космическим аппаратом, использующим эту технологию, был ИКАРОС , запущенный в 2010 году.

Полезной аналогией солнечного плавания может быть парусная лодка; свет, воздействующий на зеркала, подобен парусу, развеваемому ветром. Лазерные лучи высокой энергии можно использовать в качестве альтернативного источника света для создания гораздо большей силы, чем это было бы возможно при использовании солнечного света, концепция, известная как движение луча. Парусные суда на солнечных батареях предлагают возможность недорогих операций в сочетании с длительным сроком службы. Поскольку у них мало движущихся частей и не используется топливо, они потенциально могут использоваться многократно для доставки полезных нагрузок.

Солнечные паруса используют явление, которое имеет доказанное и измеряемое влияние на астродинамику. Солнечное давление влияет на все космические корабли, будь то в межпланетном пространстве или на орбите вокруг планеты или небольшого тела. Например, типичный космический корабль, идущий к Марсу, будет смещен на тысячи километров под действием солнечного давления, поэтому эффекты необходимо учитывать при планировании траектории, что делалось со времен первых межпланетных космических кораблей в 1960-х годах. Солнечное давление также влияет на ориентацию космического корабля, и этот фактор необходимо учитывать при проектировании космического корабля . [1]

Общая сила, прилагаемая к солнечному парусу размером 800 на 800 метров, например, составляет около 5 ньютонов (1,1  фунт-силы ) на расстоянии от Земли от Солнца [2], что делает его двигательной установкой с малой тягой , подобной космическому кораблю, приводимому в движение электрическими двигателями. , но поскольку в нем не используется пропеллент, эта сила действует почти постоянно, и совокупный эффект с течением времени достаточно велик, чтобы его можно было рассматривать как потенциальный способ приведения в движение космического корабля.

История концепции [ править ]

Иоганн Кеплер заметил, что хвосты комет направлены в сторону от Солнца, и предположил, что Солнце вызвало эффект. В письме к Галилею в 1610 году он писал: «Обеспечьте корабли или паруса, приспособленные к небесному бризу, и найдутся такие, кто выдержит даже эту пустоту». Он мог иметь в виду феномен хвоста кометы, когда писал эти слова, хотя его публикации о хвостах комет появились несколько лет спустя. [3]

Джеймс Клерк Максвелл в 1861–1864 годах опубликовал свою теорию электромагнитных полей и излучения, которая показывает, что свет имеет импульс и, следовательно, может оказывать давление на объекты. Уравнения Максвелла представляют собой теоретическую основу для плавания при небольшом давлении. Итак, к 1864 году физическое сообщество и не только знали, что солнечный свет несет импульс, который будет оказывать давление на объекты.

Жюль Верн , в От Земли до Луны , [4] опубликовано в 1865 году, пишет «будет когда- нибудь появятся скорости гораздо больше , чем они [планет и снаряда], из которых свет или электричество, вероятно , будет механический агент ... однажды мы отправимся на Луну, планеты и звезды ". [5] Это, возможно, первое опубликованное признание того, что свет может перемещать корабли в космосе.

Петр Лебедев первым успешно продемонстрировал легкое давление, что он и сделал в 1899 году на крутильных весах; [6] Эрнест Николс и Гордон Халл провели аналогичный независимый эксперимент в 1901 году с использованием радиометра Николса . [7]

Сванте Аррениус в 1908 году предсказал возможность того, что давление солнечного излучения распространит споры жизни на межзвездные расстояния, предоставив один из способов объяснить концепцию панспермии . По-видимому, он был первым ученым, заявившим, что свет может перемещать объекты между звездами. [8]

Константин Циолковский первым предложил использовать давление солнечного света для перемещения космического корабля в космос и предложил «использовать огромные зеркала из очень тонких листов, чтобы использовать давление солнечного света для достижения космических скоростей». [9]

Фридрих Цандер (Цандер) опубликовал в 1925 году технический доклад, который включал технический анализ солнечного плавания. Зандер писал о «приложении малых сил» с использованием «давления света или передачи световой энергии на расстояние с помощью очень тонких зеркал». [10]

В 1927 году Дж. Б. С. Холдейн размышлял об изобретении трубчатых космических кораблей, которые доставили бы человечество в космос, и о том, как «крылья металлической фольги площадью квадратный километр или более расправляются, чтобы поймать давление излучения Солнца». [11]

Дж. Д. Бернал писал в 1929 году: «Можно было бы разработать такую ​​форму космического плавания, которая использовала бы отталкивающий эффект солнечных лучей вместо ветра. Космический корабль, расправивший свои большие металлические крылья размером в акры, в полной мере, мог бы быть взорван. предел орбиты Нептуна. Затем, чтобы увеличить свою скорость, он будет лавировать, двигаясь с близкого расстояния, вниз по гравитационному полю, снова распространяясь на всех парусах, когда он проносится мимо Солнца ». [12]

Карл Саган в 1970-х популяризировал идею плавания на свету, используя гигантскую структуру, которая отражала бы фотоны в одном направлении, создавая импульс. Он высказывал свои идеи на лекциях в колледже, в книгах и телешоу. Он был зациклен на том, чтобы как можно быстрее запустить этот космический корабль, чтобы провести рандеву с кометой Галлея . К сожалению, миссия не состоялась вовремя, и он никогда не доживет до конца. [ необходима цитата ]

Первые формальные разработки и технология солнечного паруса начались в 1976 году в Лаборатории реактивного движения для предполагаемой миссии по встрече с кометой Галлея . [2]

Физические принципы [ править ]

Давление солнечного излучения [ править ]

Основная статья: Радиационное давление

Многие люди считают, что космические корабли, использующие солнечные паруса, толкаются солнечными ветрами так же, как парусники и парусные корабли толкаются ветрами через воды на Земле . [13] Но солнечная радиация оказывает давление на парус из-за отражения и небольшой части, которая поглощается.

Импульс фотона или всего потока определяется соотношением Эйнштейна : [14] [15]

р = E / c

где p - импульс, E - энергия (фотона или потока), c - скорость света . В частности, импульс фотона зависит от его длины волны p = h / λ

Давление солнечной радиации может быть связано со значением энергетической освещенности ( солнечной постоянной ) 1361 Вт / м 2 на расстоянии 1  а.е. (расстояние Земля-Солнце), как было пересмотрено в 2011 г .: [16]

  • совершенное поглощение: F = 4,54 мкНа на квадратный метр (4,54 μ Па ) в направлении падающего пучка (неупругое столкновение)
  • идеальное отражение: F = 9,08 мкН на квадратный метр (9,08 мкПа) в направлении, перпендикулярном поверхности (упругое столкновение)

Идеальный парус - плоский и имеет 100% зеркальное отражение . Фактический парус будет иметь общую эффективность около 90%, около 8,17 мкН / м 2 , [15] из - за кривизны (Billow), морщины, абсорбция, повторного излучения от передней и задней, незеркальных эффектов и других факторов .

Сила на парус возникает из-за отражения потока фотонов

Сила на парусе и фактическое ускорение корабля изменяются на обратный квадрат расстояния от Солнца (если только он не находится очень близко к Солнцу [17] ), а также на квадрат косинуса угла между вектором силы паруса и радиал от Солнца, поэтому

F = F 0 cos 2 θ / R 2 (идеальный парус)

где R - расстояние от Солнца в а.е. Настоящий квадратный парус можно смоделировать как:

F = F 0 (0,349 + 0,662 cos 2θ - 0,011 cos 4θ) / R 2

Обратите внимание, что сила и ускорение приближаются к нулю обычно около θ = 60 °, а не 90 °, как можно было бы ожидать с идеальным парусом. [18]

Если часть энергии поглощается, поглощенная энергия нагревает парус, который повторно излучает эту энергию от передней и задней поверхностей, в зависимости от коэффициента излучения этих двух поверхностей.

Солнечный ветер , поток заряженных частиц, вылетающих из Солнца, оказывает номинальное динамическое давление примерно от 3 до 4 нПа , что на три порядка меньше, чем давление солнечного излучения на отражающий парус. [19]

Параметры паруса [ править ]

Нагрузка на парус (поверхностная плотность) - важный параметр, который представляет собой общую массу, деленную на площадь паруса, выраженную в г / м 2 . Он представлен греческой буквой σ.

Парусное судно имеет характерное ускорение a c , которое оно испытывает на уровне 1 а.е., если смотреть на Солнце. Обратите внимание, что это значение учитывает как падающий, так и отраженный импульсы. Используя приведенное выше значение 9,08 мкН на квадратный метр радиационного давления при 1 а.е., a c связано с поверхностной плотностью следующим образом:

a c = 9,08 (КПД) / σ мм / с 2

Предполагая КПД 90%, a c = 8,17 / σ мм / с 2

Число легкости λ - это безразмерное отношение максимального ускорения транспортного средства к местной силе притяжения Солнца. Используя значения в 1 АЕ:

λ = a c / 5,93

Число яркости также не зависит от расстояния до Солнца, потому что и сила тяжести, и световое давление уменьшаются пропорционально квадрату расстояния от Солнца. Таким образом, это число определяет типы орбитальных маневров, которые возможны для данного судна.

В таблице представлены некоторые примерные значения. Полезные данные не включены. Первые два относятся к детальному проектированию в JPL в 1970-х годах. Третий, решетчатый парусник, может представлять собой наилучший возможный уровень производительности. [2] Размеры квадратных и решетчатых парусов - ребра. Размер для гелиогиро - от кончика лезвия до кончика лезвия.

Типσ (г / м 2 )a c (мм / с 2 )λРазмер (км 2 )
Квадратный парус5,271,560,260,820
Гелиогиро6,391,290,2215
Решетчатый парусник0,07117200,840

Контроль отношения [ править ]

Активная система ориентации (ACS) необходима парусному судну для достижения и поддержания желаемой ориентации. Требуемая ориентация паруса изменяется медленно (часто менее 1 градуса в день) в межпланетном пространстве, но гораздо быстрее на планетарной орбите. ACS должна соответствовать этим требованиям к ориентации. Контроль ориентации достигается за счет относительного сдвига между центром давления летательного аппарата и его центром масс . Это может быть достигнуто с помощью управляющих лопаток, движения отдельных парусов, движения контрольной массы или изменения отражательной способности.

Сохранение постоянного положения требует, чтобы ACS поддерживала нулевой крутящий момент на аппарате. Суммарная сила и крутящий момент на парусе или паре парусов непостоянны вдоль траектории. Сила изменяется с солнечным расстоянием и углом паруса, что изменяет волну паруса и отклоняет некоторые элементы опорной конструкции, что приводит к изменениям силы и крутящего момента паруса.

Температура паруса также изменяется в зависимости от солнечного расстояния и угла паруса, что изменяет размеры паруса. Лучистое тепло от паруса изменяет температуру несущей конструкции. Оба фактора влияют на общую силу и крутящий момент.

Чтобы сохранить желаемое положение, САУ должна компенсировать все эти изменения. [20]

Ограничения [ править ]

На околоземной орбите давление солнца и давление сопротивления обычно равны на высоте около 800 км, а это означает, что парусное судно должно работать на этой высоте. Парусные корабли должны работать на орбитах, где их скорость поворота совместима с орбитами, что обычно имеет значение только для конфигураций с вращающимся диском.

Рабочие температуры паруса зависят от солнечного расстояния, угла паруса, отражательной способности, а также переднего и заднего коэффициентов излучения. Парус можно использовать только в том случае, если его температура находится в пределах материальных ограничений. Как правило, парус можно использовать довольно близко к Солнцу, примерно на 0,25 а.е., или даже ближе, если он тщательно спроектирован для этих условий. [2]

Приложения [ править ]

Потенциальные применения для парусных судов варьируются по всей Солнечной системе , от Солнца до кометных облаков за Нептуном. Судно может совершать исходящие рейсы для доставки грузов или для стоянки на станции в пункте назначения. Их можно использовать для перевозки грузов, а также, возможно, для путешествий с людьми. [2]

Внутренние планеты [ править ]

Для путешествий внутри Солнечной системы они могут доставлять грузы, а затем возвращаться на Землю для последующих путешествий, работая как межпланетный шаттл. В частности, для Марса этот корабль мог бы обеспечить экономичные средства регулярного обеспечения операций на планете, согласно Джерому Райту: «Стоимость запуска необходимого обычного топлива с Земли огромна для пилотируемых миссий. Использование парусных кораблей может потенциально сэкономить более 10 долларов. миллиардов расходов на миссию ". [2]

Солнечные парусные корабли могут приближаться к Солнцу, чтобы доставить полезные нагрузки для наблюдений или выйти на орбитальную станцию. Они могут работать при 0,25 а.е. или ближе. Они могут достигать высоких орбитальных наклонений, в том числе полярных.

Солнечные паруса могут путешествовать на все внутренние планеты и обратно. Полеты к Меркурию и Венере предназначены для сближения и выхода на орбиту полезной нагрузки. Поездки на Марс могут быть как на стыковку, так и на время полета с высвобождением полезной нагрузки для аэродинамического торможения . [2]

Размер паруса
м		Меркурий СвиданиеСвидание ВенерыМарс РандевуМарс Аэробрейк
днейтонныднейтонныднейтонныднейтонны
800
σ = 5 г / м 2
без груза		6009200140021312
90019270550052005
120028 год700933810
2000
σ = 3 г / м 2
без груза		60066200174002313120
900124270365004020040
12001847006633870

Внешние планеты [ править ]

Минимальное время перехода к внешним планетам выгодно от использования непрямого переноса (солнечного перехода). Однако этот метод обеспечивает высокие скорости поступления. Более медленные переводы имеют более низкую скорость прибытия.

Минимальное время передачи Юпитеру для в с 1 мм / с 2 без какой скорости вылета по отношению к Земле не составляет 2 года при использовании косвенного переноса (солнечного поворотно-BY). Скорость прибытия ( V ∞ ) близка к 17 км / с. Для Сатурна минимальное время полета составляет 3,3 года при скорости прибытия около 19 км / с. [2]

Минимальное время полета к внешним планетам ( a c = 1 мм / с 2 )
   Юпитер    Сатурн    Уран    Нептун  
Время, год2.03.35,88,5
Скорость, км / с17192020

Облако Оорта / внутренний фокус гравитации Солнца [ править ]

Внутренняя точка гравитационного фокуса Солнца находится на минимальном расстоянии 550 а.е. от Солнца и является точкой, в которую свет от далеких объектов фокусируется гравитацией в результате прохождения через Солнце. Таким образом, это удаленная точка, в которую солнечная гравитация заставит сфокусироваться область глубокого космоса по другую сторону Солнца, таким образом эффективно выполняя роль очень большой линзы объектива телескопа. [21] [22]

Было высказано предположение, что надутый парус, сделанный из бериллия , который начинается в 0,05 а.е. от Солнца, получит начальное ускорение 36,4 м / с 2 и достигнет скорости 0,00264c (около 950 км / с) менее чем за день. Такая близость к Солнцу может оказаться непрактичной в ближайшем будущем из-за структурной деградации бериллия при высоких температурах, диффузии водорода при высоких температурах, а также электростатического градиента, вызванного ионизацией бериллия солнечным ветром, что создает риск взрыва. Пересмотренный перигелий в 0,1 а.е. снизит вышеупомянутую температуру и воздействие солнечного потока. [23]Такой парус займет «два с половиной года, чтобы достичь гелиопаузы, шесть с половиной лет, чтобы достичь внутреннего гравитационного фокуса Солнца, с прибытием во внутреннее Облако Оорта не более чем за тридцать лет». [22] «Такая миссия могла бы выполнять полезные астрофизические наблюдения в пути, исследовать методы гравитационной фокусировки и снимать объекты Облака Оорта, исследуя частицы и поля в этой области, которые имеют скорее галактическое, чем солнечное происхождение».

Спутники [ править ]

Роберт Л. Форвард заметил, что солнечный парус можно использовать для изменения орбиты спутника вокруг Земли. В крайнем случае, парус можно было бы использовать для «зависания» спутника над одним полюсом Земли. Космические корабли, оснащенные солнечными парусами, также могут быть размещены на близких орбитах, чтобы они оставались неподвижными относительно Солнца или Земли, тип спутника, названный Форвардом « статитом ». Это возможно, потому что движущая сила, обеспечиваемая парусом, компенсирует гравитационное притяжение Солнца. Такая орбита может быть полезна для изучения свойств Солнца в течение длительного времени. [ необходима цитата ] Подобным образом космический корабль, оборудованный солнечным парусом, также может оставаться на станции почти над полярным терминатором солнечной энергии.планеты, такой как Земля, наклонив парус под соответствующим углом, необходимым для противодействия гравитации планеты. [ необходима цитата ]

В своей книге Случай на Марс , Зубрины указуют на то , что отраженный солнечный свет от большого statite, расположенный вблизи полярного терминатора планеты Марса, может быть сфокусированы на одном из марсианских полярных льдов в значительно подогреть атмосферу планеты. Такой статит мог быть сделан из астероидного материала.

Корректировки траектории [ править ]

MESSENGER зонд на орбите Меркурия используется легкое давление на его панели солнечных батарей для выполнения точной коррекции траектории на пути к Меркурию. [24] Изменяя угол наклона солнечных панелей по отношению к Солнцу, можно было изменять величину давления солнечного излучения, чтобы регулировать траекторию космического корабля более деликатно, чем это возможно с помощью двигателей. Незначительные ошибки значительно усугубляются маневрами, помогающими гравитации , поэтому использование радиационного давления для внесения очень небольших исправлений позволяет сэкономить большое количество топлива.

Межзвездный полет [ править ]

В 1970-х годах Роберт Форвард предложил две схемы силовой установки с лучевым приводом , в которых использовались либо лазеры, либо мазеры, чтобы толкать гигантские паруса со скоростью, составляющей значительную долю скорости света . [25]

В научно-фантастическом романе « Рошуорлд» Форвард описал легкий парус, приводимый в движение суперлазерами . Когда звездолет приближался к месту назначения, внешняя часть паруса отделялась. Затем внешний парус перефокусировался и отражал лазеры обратно на меньший внутренний парус. Это обеспечило бы тормозную тягу, чтобы остановить корабль в звездной системе назначения.

Оба метода создают огромные инженерные проблемы. Лазеры должны будут годами работать непрерывно при мощности в гигаватт . Решение Forward требует строительства огромных массивов солнечных панелей на планете Меркурий или рядом с ней. Зеркало размером с планету или линза Френеля должны быть расположены на расстоянии нескольких десятков астрономических единиц от Солнца, чтобы лазеры фокусировались на парусе. Гигантский тормозной парус должен действовать как прецизионное зеркало, чтобы сфокусировать тормозной луч на внутреннем «тормозящем» парусе.

Потенциально более простым подходом было бы использование мазера для управления «солнечным парусом», состоящим из сетки проводов с тем же расстоянием, что и длина волны микроволн, направленных на парус, поскольку манипуляции с микроволновым излучением несколько проще, чем манипуляции. видимого света. Гипотетический дизайн межзвездного зонда « Звездный Шип » [26] [27] будет использовать микроволны, а не видимый свет, чтобы толкать его. Мазеры распространяются быстрее, чем оптические лазеры, из-за их большей длины волны, и поэтому они не будут иметь такой большой эффективный диапазон.

Мазеры также могут использоваться для питания окрашенного солнечного паруса, обычного паруса, покрытого слоем химикатов, предназначенных для испарения при ударе микроволнового излучения. [28] Импульс, создаваемый этим испарением, может значительно увеличить тягу, создаваемую солнечными парусами, как форму легкого абляционного лазерного двигателя .

Чтобы еще больше сфокусировать энергию на далеком солнечном парусе, Форвард предложил линзу, выполненную в виде большой зонной пластины . Он будет размещен между лазером или мазером и космическим кораблем. [25]

Другой более физически реалистичный подход - использовать солнечный свет для ускорения. [29] Корабль сначала выйдет на орбиту, приближаясь к Солнцу, чтобы максимизировать поступление солнечной энергии на парус, затем он начнет ускоряться от системы, используя свет от Солнца. Ускорение упадет примерно как обратный квадрат расстояния от Солнца, и за пределами некоторого расстояния корабль больше не будет получать достаточно света для значительного ускорения, но будет поддерживать конечную достигнутую скорость. Приближаясь к целевой звезде, корабль может повернуть к ней паруса и начать использовать внешнее давление целевой звезды для замедления. Ракеты могли увеличить солнечную тягу.

Аналогичный запуск и захват на солнечном парусе были предложены для направленной панспермии, чтобы расширить жизнь в другой солнечной системе. Скорость света 0,05% от скорости света может быть достигнута с помощью солнечных парусов, несущих 10 кг полезной нагрузки, с использованием тонких солнечных парусов с эффективной плотностью поверхности 0,1 г / м 2 с тонкими парусами толщиной 0,1  мкм и размерами порядка одного квадратного километра. . В качестве альтернативы, рой 1-миллиметровых капсул можно запускать на солнечных парусах радиусом 42 см, каждая из которых несет 10 000 капсул со ста миллионами экстремофильных микроорганизмов, чтобы засеять жизнь в различных целевых средах. [30] [31]

Теоретические исследования предполагают релятивистские скорости, если в солнечном парусе есть сверхновая. [32]

Спуск с орбиты искусственных спутников [ править ]

Небольшие солнечные паруса были предложены для ускорения ухода малых искусственных спутников с орбиты Земли. Спутники на низкой околоземной орбите могут использовать комбинацию солнечного давления на парус и увеличенного сопротивления атмосферы для ускорения входа спутника в атмосферу . [33] Спусковой парус, разработанный в Университете Крэнфилда, является частью британского спутника TechDemoSat-1, запущенного в 2014 году, и, как ожидается, будет запущен в конце пятилетнего срока службы спутника. Назначение паруса - вывести спутник с орбиты примерно за 25 лет. [34] В июле 2015 года британский 3U CubeSat под названием DeorbitSail был запущен в космос с целью тестирования 16- метрового спутника.2 отклонить структуру [35], но в конечном итоге не удалось ее развернуть. [36] Существует также студенческая миссия CubeSat с высотой 2U под названием PW-Sat2, которую планируется запустить в 2017 году, в ходе которой будут проверены отклоняющиеся с орбиты паруса площадью 4 м 2 . [37] В июне 2017 года второй британский 3U CubeSat под названием InflateSail развернул спусковой парус площадью 10 м 2 на высоте 500 километров (310 миль). [38] В июне 2017 года 3U Cubesat URSAMAIOR был запущен на низкую околоземную орбиту для тестирования системы спуска с орбиты ARTICA, разработанной Spacemind . [39] Устройство, занимающее всего 0,4 U куба спутника, должно развернуть парус 2,1 м 2, чтобы спустить спутник с орбиты в конце срока службы [40].

Конфигурации парусов [ править ]

Иллюстрация НАСА неосвещенной стороны полукилометрового солнечного паруса, показывающая распорки, растягивающие парус.
Художник изображает космический корабль типа "Космос-1" на орбите.

IKAROS , спущенный на воду в 2010 году, был первым практическим парусным транспортным средством на солнечных батареях. По состоянию на 2015 год он все еще находился под тягой, что доказывало практичность солнечного паруса для длительных миссий. [41] Он вращается, с массами в углах его квадратного паруса. Парус изготовлен из тонкой полиимидной пленки, покрытой напылением алюминия. Он управляется с помощью жидкокристаллических панелей с электрическим управлением . Парус медленно вращается, и эти панели включаются и выключаются, чтобы контролировать положение транспортного средства. Когда они включены, они рассеивают свет, уменьшая передачу импульса этой части паруса. В выключенном состоянии парус отражает больше света, передавая больше импульса. Таким образом они поворачивают парус. [42] Тонкопленочные солнечные элементытакже интегрированы в парус, питающий космический корабль. Конструкция очень надежна, потому что раскрутка, предпочтительная для больших парусов, упростила механизмы раскладывания паруса, а ЖК-панели не имеют движущихся частей.

Парашюты имеют очень низкую массу, но парашют не подходит для солнечного паруса. Анализ показывает, что конфигурация парашюта может разрушиться под действием сил, действующих на линии кожуха, поскольку радиационное давление не ведет себя как аэродинамическое давление и не может удерживать парашют открытым. [43]

Самыми высокими показателями тяги к массе для наземных развертываемых конструкций являются квадратные паруса с мачтами и растяжками на темной стороне паруса. Обычно есть четыре мачты, раздвигающие углы паруса, и мачта в центре для удержания растяжек . Одним из самых больших преимуществ является то, что в такелажном снаряжении отсутствуют горячие точки от складок или мешков, а парус защищает конструкцию от солнца. Таким образом, эта форма может приближаться к Солнцу для максимальной тяги. Большинство конструкций управляются с небольшими движущимися парусами на концах лонжеронов. [44]

В 1970-х годах JPL изучила множество вращающихся лопастей и кольцевых парусов для миссии на встречу с кометой Галлея . Намерение состояло в том, чтобы придать конструкциям жесткость, используя угловой момент, устраняя необходимость в стойках и экономя массу. Во всех случаях требовалось удивительно большое значение прочности на растяжение, чтобы справиться с динамическими нагрузками. Более слабые паруса будут колебаться или колебаться при изменении положения паруса, а колебания будут складываться и вызывать разрушение конструкции. Разница в соотношении тяги к массе между практическими конструкциями была почти нулевой, а статические конструкции было легче контролировать. [44]

Эталонный дизайн JPL получил название «гелиогиро». Лезвия из пластиковой пленки выдвигались из роликов и удерживались центробежными силами при вращении. Положение и направление космического корабля должны были полностью контролироваться путем изменения угла лопастей различными способами, подобно циклическому и коллективному шагу вертолета . Хотя конструкция не имела массового преимущества перед квадратным парусом, она оставалась привлекательной, потому что метод развертывания паруса был проще, чем конструкция на основе стойки. [44] CubeSail (UltraSail) является активным проектом , направленным развернуть heliogyro парус.

Конструкция Heliogyro похожа на лопасти вертолета. Конструкция изготавливается быстрее за счет облегчения центробежной жесткости парусов. Кроме того, они очень эффективны по стоимости и скорости, поскольку лезвия легкие и длинные. В отличие от квадратной конструкции и конструкции с вращающимся диском, heliogyro легче развернуть, потому что лопасти уплотнены на катушке. Лопасти выкатываются при развертывании после выброса из космического корабля. По мере того, как гелиогиро путешествует в космосе, система вращается из-за центробежного ускорения. Наконец, полезная нагрузка для космических полетов размещается в центре тяжести, чтобы выровнять распределение веса и обеспечить стабильный полет. [44]

Лаборатория реактивного движения также исследовала "кольцевые паруса" ("Парус с вращающимся диском" на диаграмме выше), панели, прикрепленные к краю вращающегося космического корабля. Панели будут иметь небольшие зазоры, от одного до пяти процентов от общей площади. Линии соединяли бы край одного паруса с другим. Массы в середине этих линий натянут паруса на конус, вызванный радиационным давлением. Исследователи JPL заявили, что это может быть привлекательной конструкцией паруса для больших пилотируемых конструкций. В частности, внутреннее кольцо может иметь искусственную гравитацию, примерно равную силе тяжести на поверхности Марса. [44]

Солнечный парус может выполнять двойную функцию в качестве антенны с высоким коэффициентом усиления. [45] Конструкции различаются, но большинство модифицируют узор металлизации для создания голографической монохроматической линзы или зеркала в интересующих радиочастотах, включая видимый свет. [45]

Электрический парус солнечного ветра [ править ]

Основная статья: Электрический парус

Пекка Янхунен из FMI предложил тип солнечного паруса, называемого электрическим парусом солнечного ветра . [46] Механически это имеет мало общего с традиционным дизайном солнечного паруса. Паруса заменены выпрямленными токопроводящими тросами (тросами), размещенными радиально вокруг принимающего корабля. Провода электрически заряжены для создания электрического поля.вокруг проводов. Электрическое поле распространяется на несколько десятков метров в плазму окружающего солнечного ветра. Солнечные электроны отражаются электрическим полем (как фотоны на традиционном солнечном парусе). Радиус паруса зависит от электрического поля, а не от самого провода, что делает парус легче. Судно также можно управлять, регулируя электрический заряд проводов. Практический электрический парус будет иметь 50–100 выпрямленных проволок длиной около 20 км каждая. [ необходима цитата ]

Паруса с электрическим солнечным ветром могут регулировать свои электростатические поля и положение паруса.

Магнитный парус [ править ]

Основная статья: Магнитный парус

Магнитный парус также будет использовать солнечный ветер. Однако магнитное поле отклоняет электрически заряженные частицы на ветру. Он использует проволочные петли и пропускает через них статический ток вместо приложения статического напряжения. [47]

Все эти конструкции маневрируют, хотя механизмы разные.

Магнитные паруса искривляют путь заряженных протонов, находящихся в солнечном ветре . Изменяя положение парусов и величину магнитных полей, они могут изменять величину и направление тяги.

Изготовление парусов [ править ]

Предлагаемый материал для изготовления солнечных парусов - углеродное волокно.

Материалы [ править ]

Наиболее распространенным материалом в современных конструкциях является тонкий слой алюминиевого покрытия на полимерном (пластиковом) листе, например, алюминизированная каптоновая пленка толщиной 2 мкм . Полимер обеспечивает механическую поддержку, а также гибкость, а тонкий металлический слой обеспечивает отражательную способность. Такой материал выдерживает высокую температуру прохода близко к Солнцу и при этом остается достаточно прочным. Алюминиевая светоотражающая пленка находится на стороне солнца. Паруса « Космоса-1» были изготовлены из алюминизированной пленки ПЭТ ( майлар ).

Эрик Дрекслер разработал концепцию паруса, в которой был удален полимер. [48] Он предложил солнечные паруса с очень высокой удельной массой и сделал прототипы материала паруса. Его парус будет состоять из панелей из тонкой алюминиевой пленки ( толщиной от 30 до 100 нанометров ), поддерживаемой растяжением.состав. Парус должен был вращаться и постоянно находился под тягой. Он изготовил образцы пленки и обработал их в лаборатории, но материал был слишком хрупким, чтобы выдержать складывание, запуск и развертывание. Планировалось, что в проекте будет использоваться космическое производство пленочных панелей, соединяющих их в разворачивающуюся натяжную конструкцию. Паруса этого класса будут предлагать большую площадь на единицу массы и, следовательно, ускорение до «в пятьдесят раз выше», чем конструкции, основанные на развертываемых пластиковых пленках. [48]Материал, разработанный для солнечного паруса Дрекслера, представлял собой тонкую алюминиевую пленку с базовой толщиной 0,1 мкм, которая должна быть изготовлена ​​методом осаждения из паровой фазы в космической системе. Дрекслер использовал аналогичный процесс для изготовления пленок на земле. Как и ожидалось, эти пленки продемонстрировали достаточную прочность и надежность для использования в лаборатории и в космосе, но не для складывания, запуска и развертывания.

Исследование Джеффри Лэндиса в 1998–1999 годах, финансируемое Институтом перспективных концепций НАСА , показало, что различные материалы, такие как оксид алюминия для лазерных световых парусов и углеродное волокно для световых парусов, толкаемых микроволновым излучением, превосходят ранее стандартные алюминиевые или каптоновые пленки. [49]

В 2000 году лаборатория Energy Science Laboratories разработала новый материал из углеродного волокна, который может быть полезен для солнечных парусов. [50] [51] Материал более чем в 200 раз толще, чем у обычных солнечных парусов, но он настолько пористый, что имеет такую ​​же массу. Жесткость и долговечность этого материала могут сделать солнечные паруса значительно более прочными, чем пластиковые пленки. Материал может разворачиваться самостоятельно и должен выдерживать более высокие температуры.

Были некоторые теоретические предположения об использовании методов молекулярного производства для создания усовершенствованного, прочного, сверхлегкого материала паруса на основе плетения сетки из нанотрубок , где «промежутки» переплетения составляют менее половины длины волны света, падающего на парус. В то время как такие материалы до сих пор только были произведены в лабораторных условиях, а также средства для изготовления такого материала в промышленном масштабе еще не доступны, такие материалы могут массу менее 0,1 г / м 2 , [52] что делает их легче , чем любой ток Материал паруса с коэффициентом не менее 30. Для сравнения, майларовый материал паруса толщиной 5 микрометров и массой 7 г / м 2 , алюминизированные каптоновые пленки имеют массу до 12 г / м 2.2 , [44] и новый материал из углеродного волокна Energy Science Laboratories с массой 3 г / м 2 . [50]

Наименее плотный металл - литий , примерно в 5 раз менее плотный, чем алюминий. Свежие неокисленные поверхности обладают светоотражающей способностью. При толщине 20 нм литий имеет поверхностную плотность 0,011 г / м 2 . Высокопроизводительный парус может быть изготовлен только из лития на длине волны 20 нм (без эмиссионного слоя). Его нужно было изготовить в космосе, а не использовать для приближения к Солнцу. В пределе парусное судно может быть построено с общей поверхностной плотностью около 0,02 г / м 2 , что дает ему легкость 67 и c около 400 мм / с 2 . Магний и бериллий также являются потенциальными материалами для создания парусов с высокими характеристиками. Эти 3 металла можно сплавить друг с другом и с алюминием.[2]

Слои отражения и излучения [ править ]

В качестве отражающего слоя часто используется алюминий. Обычно он имеет толщину не менее 20 нм с коэффициентом отражения от 0,88 до 0,90. Хром - хороший выбор для эмиссионного слоя на лицевой стороне от Солнца. Он может легко обеспечить значения коэффициента излучения от 0,63 до 0,73 для толщины от 5 до 20 нм на пластиковой пленке. Используемые значения излучательной способности являются эмпирическими, поскольку преобладают эффекты тонкой пленки; Значения объемной излучательной способности в этих случаях не поддерживаются, потому что толщина материала намного меньше длины излучаемой волны. [53]

Изготовление [ править ]

Паруса изготавливаются на Земле на длинных столах, на которых ленты разворачиваются и соединяются для создания парусов. Материал паруса должен был иметь как можно меньший вес, потому что для вывода корабля на орбиту требовалось использование шаттла. Таким образом, эти паруса упаковываются, запускаются и разворачиваются в космосе. [54]

В будущем изготовление может происходить на орбите внутри больших рам, поддерживающих парус. Это привело бы к уменьшению массы парусов и устранению риска отказа при развертывании.

Операции [ править ]

Солнечный парус может закручиваться внутрь или наружу, задав угол наклона паруса.

Изменение орбиты [ править ]

Парусные операции наиболее просты на межпланетных орбитах, где изменение высоты происходит с небольшой скоростью. Для траекторий, направленных наружу, вектор силы паруса ориентирован вперед от линии Солнца, что увеличивает орбитальную энергию и угловой момент, в результате чего корабль движется дальше от Солнца. Для внутренних траекторий вектор силы паруса ориентирован за линией Солнца, что уменьшает орбитальную энергию и угловой момент, в результате чего корабль приближается к Солнцу. Стоит отметить, что только гравитация Солнца тянет корабль к Солнцу - аналогов парусной лодке, идущей по ветру, нет. Для изменения наклона орбиты вектор силы выворачивают из плоскости вектора скорости.

На орбитах вокруг планет или других тел парус ориентирован так, что его вектор силы имеет компонент вдоль вектора скорости, либо в направлении движения для внешней спирали, либо против направления движения для внутренней спирали.

Оптимизация траектории часто может требовать интервалов пониженной или нулевой тяги. Это может быть достигнуто путем поворота аппарата по линии Солнца с парусом, установленным под соответствующим углом, чтобы уменьшить или убрать тягу. [2]

Свинг-маневры [ править ]

Близкий солнечный проход можно использовать для увеличения энергии корабля. Повышенное радиационное давление в сочетании с эффективностью пребывания в глубине гравитационного колодца Солнца существенно увеличивает энергию для бега во внешние области Солнечной системы. Оптимальный подход к Солнцу достигается за счет увеличения эксцентриситета орбиты при сохранении максимально высокого уровня энергии. Минимальное расстояние сближения зависит от угла наклона паруса, тепловых свойств паруса и другой конструкции, воздействия нагрузки на конструкцию и оптических характеристик паруса (отражательная способность и коэффициент излучения). Закрытый проход может привести к существенной оптической деградации. Требуемая скорость поворота может значительно увеличиться для близкого прохода. Парусное судно, прибывающее к звезде, может использовать близкий проход, чтобы уменьшить энергию.это также относится к парусному судну, возвращающемуся из внешней Солнечной системы.

Лунный поворот может иметь важные преимущества для траекторий, уходящих с Земли или прибывающих на Землю. Это может сократить время в пути, особенно в случаях, когда парус сильно загружен. Прогулка также может использоваться для получения благоприятных направлений вылета или прибытия относительно Земли.

Планетарный поворот также может быть использован аналогично тому, как это делается с движущимся по инерции космическим кораблем, но хорошее выравнивание может не существовать из-за требований к общей оптимизации траектории. [55]

В следующей таблице перечислены некоторые примеры концепций использования лучевой лазерной тяги, предложенные физиком Робертом Л. Форвардом : [56]

МиссияМощность лазераМасса автомобиляУскорениеДиаметр парусаМаксимальная скорость (% скорости света)
1. Пролет - Альфа Центавра, 40 лет.
исходящий этап65 ГВт1 т0,036 г3.6 км11% @ 0,17 св. Лет
2. Свидание - Альфа Центавра, 41 год.
исходящий этап7200 ГВт785 т0,005 г100 км21% @ 4,29 св. Лет
стадия замедления26000 ГВт71 т0,2 г30 км21% @ 4,29 св. Лет
3. Пилотируемый - Эпсилон Эридани, 51 год (в том числе 5 лет исследования звездной системы).
исходящий этап75 000 000 ГВт78500 т0,3 г1000 км50% @ 0,4 св. Лет
стадия замедления21 500 000 ГВт7850 т0,3 г320 км50% @ 10,4 св. Лет
этап возврата710 000 ГВт785 т0,3 г100 км50% @ 10,4 св. Лет
стадия замедления60,000 ГВт785 т0,3 г100 км50% @ 0,4 св. Лет

Каталог межзвездных путешествий, чтобы использовать фотопомощь для полной остановки. [ редактировать ]

ИмяВремя в пути
(лет)		Расстояние
(ly)		Светимость
( L ☉ )
Сириус А68,908,5824.20
α Центавра A101,254,361,52
α Центавра B147,584,360,50
Процион А154,0611,446,94
Вега167,3925.0250,05
Альтаир176,6716,6910,70
Фомальгаут А221,3325,1316,67
Денебола325,5635,7814,66
Кастор А341,3550,9849,85
Эпсилон Эридиани363,3510,500,50
  • Последовательные помощи в α Cen A и B могут позволить время полета до 75 лет к обеим звездам.
  • LightSail имеет номинальное отношение массы к поверхности (σ ном ) 8,6 × 10 -4 г м -2 за номинальным графен классом парус.
  • Площадь светового паруса, около 10 5 м 2 = (316 м) 2
  • Скорость до 37300 км с -1 (12,5% с)

. Ссылка: [57]

Действующие или завершенные проекты [ править ]

Контроль отношения (ориентации) [ править ]

И миссия Mariner 10 , которая пролетела над планетами Меркурий и Венеру , и миссия MESSENGER к Меркурию продемонстрировали использование солнечного давления в качестве метода управления ориентацией для экономии топлива для управления ориентацией.

Хаябуса также использовал солнечное давление на свои солнечные лопасти в качестве метода ориентации, чтобы компенсировать поломку реактивных колес и химического двигателя.

Солнечный парус MTSAT-1R ( Многофункциональный транспортный спутник ) противодействует крутящему моменту, создаваемому давлением солнечного света на солнечную батарею. Триммер на солнечной батарее вносит небольшие изменения в баланс крутящего момента.

Испытания наземного развертывания [ править ]

НАСА успешно протестировало технологии развертывания на небольших парусах в вакуумных камерах. [58]

4 февраля 1993 года с российской космической станции " Мир" был успешно запущен 20-метровый алюминиз-майларовый рефлектор " Знамя-2" . Хотя развертывание прошло успешно, движущая сила не была продемонстрирована. Второй тест, « Знамя 2.5» , не прошел должным образом.

В 1999 году полномасштабное развертывание солнечного паруса было испытано на земле в DLR / ESA в Кельне. [59]

Суборбитальные тесты [ править ]

В рамках совместного частного проекта Planetary Society , Cosmos Studios и Российской академии наук в 2001 году было проведено испытание суборбитального прототипа, которое не удалось из-за отказа ракеты.

Солнечный парус диаметром 15 метров (SSP, solar sail sub payload, soraseiru sabupeiro-do ) был запущен вместе с ASTRO-F на ракете MV 21 февраля 2006 года и вышел на орбиту. Он развернулся со сцены, но открылся не полностью. [60]

9 августа 2004 г. японская ISAS успешно запустила два прототипа солнечных парусов с зондирующей ракеты. Клеверный парус был развернут на высоте 122 км, а веерообразный парус - на высоте 169 км. На обоих парусах использовалась пленка толщиной 7,5 мкм . В ходе эксперимента проверялись только механизмы развертывания, а не двигательная установка. [61]

ИКАРОС 2010 [ править ]

Основная статья: ИКАРОС
Макет IKAROS на 61-м Международном астронавтическом конгрессе 2010 г.

С 21 мая 2010 года, Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) запустила в мире первый «сек межпланетную солнечный парус космического корабля „ Икарос “( I nterplanetary K ИТО-крафт A ccelerated на R adiation O е в S ип ) к Венере. [62] Используя новый метод движения солнечных фотонов, [63] это был первый настоящий космический корабль с солнечным парусом, полностью приводимый в движение солнечным светом, [64] [65] и первый космический корабль, успешно совершивший полет на солнечном парусе. [66]

JAXA успешно испытала IKAROS в 2010 году. Цель состояла в том, чтобы развернуть парус и управлять им, а также впервые определить минутные возмущения орбиты, вызванные световым давлением. Определение орбиты было выполнено ближайшим зондом AKATSUKI, от которого IKAROS отделился после того, как оба были переведены на переходную орбиту к Венере. Суммарный эффект за шесть месяцев полета составил 100 м / с. [67]

До 2010 года солнечные паруса не использовались в космосе в качестве основных двигательных установок. 21 мая 2010 года Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) запустило космический корабль IKAROS (межпланетный воздушный змей, ускоряемый радиацией Солнца), на котором 10 июня был развернут экспериментальный солнечный парус из полиимида площадью 200 м 2 [68] [69]. [70]В июле начался следующий этап демонстрации радиационного ускорения. 9 июля 2010 года было подтверждено, что IKAROS собрал излучение от Солнца и начал ускорение фотонов с помощью определения орбиты IKAROS по дальности и скорости (RARR), которая была недавно вычислена в дополнение к данным скорости релятивизационного ускорения. ИКАРОС между ИКАРОС и Землей, который был сделан еще до того, как был использован эффект Доплера. [71] Данные показали, что IKAROS, судя по всему, путешествует по солнечной энергии с 3 июня, когда он развернул парус.

IKAROS имеет диагональный вращающийся квадратный парус 14 × 14 м (196 м 2 ), сделанный из листа полиимида толщиной 7,5 микрометра (0,0075 мм) . Полиимидный лист имел массу около 10 граммов на квадратный метр. В парус встроена тонкопленочная солнечная батарея. В парус встроены восемь ЖК- панелей, коэффициент отражения которых можно регулировать для контроля ориентации . [72] [73] ИКАРОС провел шесть месяцев в путешествии к Венере, а затем начал трехлетнее путешествие к обратной стороне Солнца. [74]

NanoSail-D 2010 [ править ]

Основная статья: NanoSail-D2
Фотография экспериментального солнечного паруса NanoSail-D.

Группа из Центра космических полетов НАСА им. Маршалла (Маршалл) вместе с командой из Исследовательского центра Эймса НАСА разработала миссию на солнечном парусе под названием NanoSail-D , которая была потеряна в результате неудачного запуска на борту ракеты Falcon 1 3 августа 2008 года. . [75] [76] Вторая версия резервной копии, NanoSail-D2 , также иногда называемая просто NanoSail-D, [77] была запущена с FASTSAT на Minotaur IV.19 ноября 2010 года, став первым солнечным парусом НАСА, выведенным на низкую околоземную орбиту. Цели миссии заключались в испытании технологий развертывания парусов и сборе данных об использовании солнечных парусов в качестве простого, «пассивного» средства спуска с орбиты мертвых спутников и космического мусора. [78] Конструкция NanoSail-D была сделана из алюминия и пластика, при этом космический корабль весил менее 10 фунтов (4,5 кг). Парус имеет площадь около 100 квадратных футов (9,3 м 2 ) для улавливания света. После некоторых начальных проблем с развертыванием солнечный парус был развернут, и в ходе его 240-дневной миссии, как сообщается, был получен «большой объем данных» об использовании солнечных парусов в качестве устройств пассивного спуска с орбиты. [79]

НАСА запустило второй блок NanoSail-D, размещенный внутри спутника FASTSAT на Minotaur IV 19 ноября 2010 г. Дата выброса с микроспутника FASTSAT была запланирована на 6 декабря 2010 г., но развертывание произошло только 20 января 2011 г. [80] ]

Проекты LightSail планетарного общества [ править ]

Основная статья: LightSail

21 июня 2005 года совместный частный проект Planetary Society , Cosmos Studios и Российской академии наук запустил прототип парусника Cosmos 1 с подводной лодки в Баренцевом море , но ракета " Волна" вышла из строя, и космический корабль не смог выйти на орбиту. Они намеревались использовать парус для постепенного вывода космического корабля на более высокую околоземную орбиту в течение одного месяца. По словам Луиса Фридмана, попытка запуска вызвала общественный интерес. [81] Несмотря на неудачную попытку запуска Космоса 1, Планетарное общество получили аплодисменты космического сообщества и вызвали возрождение интереса к технологии солнечных парусов.

В день 75-летия Карла Сагана (9 ноября 2009 г.) Планетарное общество объявило о планах [82] сделать еще три попытки, получившие название LightSail-1 , -2 и -3. [83] В новом дизайне будет использоваться парус из майлара площадью 32 м 2, разделенный на четыре треугольных сегмента, как NanoSail-D. [83] Конфигурация запуска представляет собой формат 3U CubeSat , и по состоянию на 2015 год он был запланирован в качестве дополнительной полезной нагрузки для запуска в 2016 году при первом запуске SpaceX Falcon Heavy . [84]

« LightSail-1 » был запущен 20 мая 2015 года. [85] Целью испытаний было позволить провести полную проверку систем спутника перед LightSail-2. Его орбита развертывания была недостаточно высока, чтобы избежать сопротивления атмосферы Земли и продемонстрировать истинное плавание по Солнцу.

" LightSail-2 " был запущен 25 июня 2019 года и выведен на гораздо более высокую низкую околоземную орбиту. Его солнечные паруса были спущены на воду 23 июля 2019 года. [86]

Проекты в разработке или предлагаемые [ править ]

Несмотря на потери Cosmos 1 и NanoSail-D (которые были вызваны отказом их пусковых установок), ученые и инженеры во всем мире воодушевлены и продолжают работать над солнечными парусами. В то время как большинство прямых приложений, созданных до сих пор, намереваются использовать паруса в качестве недорогого вида грузового транспорта, некоторые ученые исследуют возможность использования солнечных парусов в качестве средства транспортировки людей. Эта цель тесно связана с управлением очень большими (то есть более 1 км 2 ) поверхностями в космосе и развитием парусов. Разработка солнечных парусов для пилотируемых космических полетов все еще находится в зачаточном состоянии.

Sunjammer 2015 [ править ]

Основная статья: Санджаммер (космический корабль)

Парусное судно для демонстрации технологий, получившее название Sunjammer , разрабатывалось с целью доказать жизнеспособность и ценность парусных технологий. [87] Sunjammer имел квадратный парус шириной 124 фута (38 метров) с каждой стороны (общая площадь 13 000 квадратных футов или 1208 квадратных метров). Он прошел бы от точки Лагранжа Солнца-Земли L 1 в 900 000 миль от Земли (1,5 миллиона км) на расстояние 1864 114 миль (3 миллиона километров). [88] Ожидается, что демонстрация будет запущена на Falcon 9 в январе 2015 года. [89] Это была бы вторичная полезная нагрузка, выпущенная после размещения климатического спутника DSCOVR в точке L1.[89] Ссылаясь на отсутствие уверенности в способности своего подрядчика L'Garde выполнить поставку, миссия была отменена в октябре 2014 года. [90]

Паутинка спустилась с паруса [ править ]

По состоянию на декабрь 2013 года Европейское космическое агентство (ЕКА) предложило парус для снятия с орбиты, названный " Паутинка ", который будет использоваться для ускорения спуска с орбиты небольших (менее 700 кг (1500 фунтов)) искусственных спутников с малых высот. Земные орбиты . Стартовая масса составляет 2 килограмма (4,4 фунта) при стартовом объеме всего 15 × 15 × 25 см (0,49 × 0,49 × 0,82 фута). После развертывания парус расширится до 5 на 5 метров (16 футов на 16 футов) и будет использовать комбинацию солнечного давления на парус и увеличенного атмосферного сопротивления для ускорения входа спутника в атмосферу . [33]

Скаут NEA [ править ]

Концепция NEA Scout : управляемый космический корабль CubeSat с солнечным парусом
Основная статья: Разведчик по околоземным астероидам

Околоземный Астероид Scout (NEA Scout) является миссией быть разработано совместно НАСА «s Marshall Space Flight Center (MSFC) и Лаборатории реактивного движения (JPL), состоящие из контролируемой низкой стоимости Cubesat солнечного космического корабля паруса , способный подсчют околоземные астероиды (NEA). [91] Четыре стрелы длиной 7 м (23 фута) развернутся, развернув солнечный парус из алюминизированного полиимида площадью 83 м 2 (890 кв. Футов). [92] [93] [94] В 2015 году НАСА объявило, что выбрало NEA Scout для запуска в качестве одной из нескольких дополнительных полезных нагрузок на борту Artemis 1 , первого полета тяжелого SLS агентства.ракета-носитель. [95]

OKEANOS [ править ]

Основная статья: ОКЕАНОС

OKEANOS (крупногабаритный воздушный змей для исследования и астронавтики во внешней Солнечной системе) был предложенной концепцией миссии японского агентства JAXA к троянским астероидам Юпитера с использованием гибридного солнечного паруса для движения; парус должен был быть покрыт тонкими солнечными панелями для питания ионного двигателя . В месте анализ собранных образцов был бы выполнен либо непосредственным контактом или с использованием посадочного модуля , несущим масс - спектрометр высокого разрешения. Посадочный модуль и возвращение образца на Землю были вариантами в стадии изучения. [96] OKEANOS Юпитер Trojan Астероид Исследователь был финалистом Японии ISAS "Вторая миссия большого класса будет запущена в конце 2020-х годов. Однако его не выбрали.

Breakthrough Starshot [ править ]

Основная статья: Breakthrough Starshot

Хорошо финансируемый проект Breakthrough Starshot, анонсированный 12 апреля 2016 года, направлен на создание флота из 1000 легких парусных нанопродуктов, несущих миниатюрные камеры, приводимые в движение наземными лазерами, и отправку их на Альфа Центавра со скоростью 20% от скорости света. [97] [98] [99] Поездка займет 20 лет.

Солнечный крейсер [ править ]

Основная статья: Solar Cruiser

В августе 2019 года НАСА наградило команду Solar Cruiser 400000 долларов на девятимесячные концептуальные исследования миссии. Космический корабль будет иметь солнечный парус площадью 1 672 м 2 (18 000 квадратных футов) и будет вращаться вокруг Солнца по полярной орбите, в то время как инструмент коронографа позволит одновременно измерять структуру магнитного поля Солнца и скорость корональных выбросов массы . [100] Если выбран для разработки, он будет запущен в 2024 году. [100]

В популярной культуре [ править ]

Похожая технология была темой в эпизоде « Звездный путь: Deep Space Nine », « Исследователи» . В этом эпизоде ​​лайнеры описываются как древняя технология, используемая баджорцами для путешествий за пределы своей солнечной системы, используя свет баджорского солнца и специально сконструированные паруса, чтобы перемещать их в космос ( «Исследователи». Звездный путь: Deep Space Nine . Сезон 3 Эпизод 22.). [101] [необходим неосновной источник ] В фильме « Атака клонов» из « Звездных войн» 2002 года главный злодей Граф Дуку был замечен на космическом корабле с солнечными парусами. [102]

См. Также [ править ]

  • CubeSail  - Планируемый космический корабль с солнечным парусом
  • Инопланетяне: первые признаки разумной жизни за пределами Земли  - научно-популярная книга Ави Лоеба 2021 года
  • Оптический подъемник
  • Эффект Пойнтинга-Робертсона  - процесс, в котором солнечное излучение заставляет пылинку, вращающуюся вокруг звезды, терять угловой момент.
  • Техносигнатура  - свойство, которое предоставляет научные доказательства наличия технологии.
  • Эффект Ярковского

Ссылки [ править ]

  1. ^ Georgevic, RM (1973) "Модель сил давления солнечного излучения и крутящих моментов", Журнал астронавтических наук , Vol. 27, No. 1, янв – фев. Первая известная публикация, описывающая, как давление солнечного излучения создает силы и крутящие моменты, влияющие на космический корабль.
  2. ^ a b c d e f g h i j Джером Райт (1992), Space Sailing , Gordon and Breach Science Publishers
  3. ^ Johannes Kepler (1604) Ad vitellionem parali Помена , Франкфурт; (1619) De cometis liballi tres , Аугсбург
  4. ^ Жюль Верн (1865) De la Terre à la Lune ( С Земли на Луну )
  5. ^ Крис Impey, Beyond: Наше будущее в космосе, WW Norton & Company (2015)
  6. ^ П. Лебедев, 1901, "Untersuchungen über die Druckkräfte des Lichtes", Annalen der Physik , 1901
  7. ^ Ли, Диллон (2008). «Празднование наследия физики в Дартмуте» . Дартмутский научный журнал бакалавриата . Дартмутский колледж . Проверено 11 июня 2009 .
  8. ↑ Сванте Аррениус (1908) Миры в процессе становления
  9. ^ Urbanczyk, монсеньор., «Солнечные паруса-реалистический Propulsion для космического корабля», перевод филиал Redstone научноинформационный центр исследований и разработок управление армии США Missile Command Redstone Arsenal, Alabama, 1965.
  10. ^ 1925 статьи Фридриха Цандера, «Проблема полета по реактивному двигателю: межпланетные полеты», была переведена НАСА. См. Технический перевод НАСА F-147 (1964), стр. 230.
  11. ^ JBS Холдейн, Страшный суд , НьюЙорк и Лондон, Harper & Brothers, 1927.
  12. ↑ JD Bernal (1929) Мир, плоть и дьявол: исследование будущего трех врагов разумной души
  13. ^ "Парус к звездам" . НАСА. 28 июня 2000 . Проверено 8 апреля 2016 года .
  14. ^ "Релятивистский импульс" . Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu . Проверено 2 февраля 2015 .
  15. ^ a b Райт, Приложение A
  16. ^ Копп, G .; Lean, JL (2011). «Новое, более низкое значение общей солнечной радиации: доказательства и климатическое значение» . Письма о геофизических исследованиях . 38 (1): н / д. Bibcode : 2011GeoRL..38.1706K . DOI : 10.1029 / 2010GL045777 .
  17. ^ McInnes, CR и Браун, JC (1989) Солнечный парус Динамик протяженного источником радиационного давления , Международная академия астронавтики , МАФ-89-350, октябрь.
  18. ^ Райт, Приложение Б.
  19. ^ "NOAA / Центр прогнозирования космической погоды" . Архивировано из оригинала на 27 ноября 2014 года.
  20. ^ Райт, там же, глава 6 и приложение B.
  21. ^ Эшлеман, Фон Р., "Гравитационная линза Солнца: ее потенциал для наблюдений и связи на межзвездных расстояниях", Science, Vol. 205 , No. 4411 (1979) pp. 1133-1135. ‹См. Tfd› doi : 10.1126 / science.205.4411.1133 ‹См. Tfd›
  22. ^ a b Макконе, Клаудио. «Солнце как гравитационная линза: цель для космических миссий. Цель для космических миссий, достигающая от 550 до 1000 а.е.» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 15 июля 2010 года . Проверено 29 октября 2014 года .
  23. ^ Пол Гилстер (2008-11-12). «Надувной парус в Облако Оорта» . Centauri-dreams.org . Проверено 2 февраля 2015 .
  24. ^ "MESSENGER плывет по огню Солнца для второго пролета Меркурия" . 2008-09-05. Архивировано из оригинала на 2013-05-14. 4 сентября команда MESSENGER объявила, что ей не потребуется выполнять запланированный маневр для корректировки траектории зонда. Это четвертый раз в этом году, когда подобный маневр отменяется. Причина? Недавно внедренная навигационная техника, которая использует давление солнечного излучения (SRP) для направления зонда, оказалась чрезвычайно успешной в поддержании MESSENGER на траектории, которая перенесет его через покрытую кратерами поверхность Меркурия во второй раз 6 октября.
  25. ^ a b Вперед, RL (1984). «Межзвездное путешествие туда и обратно с использованием лазерных световых парусов». J Космический аппарат . 21 (2): 187–195. Bibcode : 1984JSpRo..21..187F . DOI : 10.2514 / 3.8632 .
  26. ^ Вперед, Роберт Л., "Звездный вертолет: сверхлегкий межзвездный зонд", J. Spacecraft and Rockets, Vol. 22 , май – июнь 1985 г., стр. 345–350.
  27. ↑ Лэндис, Джеффри А., «Межзвездный парус, толкаемый с помощью микроволн: возвращение звезд», статья AIAA-2000-3337, 36-я Конференция по совместному движению, Хантсвилл, Алабама, 17–19 июля 2000 г.
  28. ^ "Земля к Марсу через месяц с нарисованным солнечным парусом" . SPACE.com. 2005-02-11 . Проверено 18 января 2011 .
  29. ↑ «Звездные корабли с солнечным парусом: корабли- клиперы в Галактике», глава 6, Юджин Ф. Маллов и Грегори Л. Матлофф , Справочник по звездным полетам : Путеводитель по межзвездным путешествиям , стр. 89-106, John Wiley & Sons, 1989. ISBN 978-0471619123 
  30. ^ Меот-Нер (Маутнер), Майкл Н .; Матлофф, Грегори Л. (1979). «Направленная панспермия: техническая и этическая оценка засева близлежащих солнечных систем» (PDF) . Журнал Британского межпланетного общества . 32 : 419–423. Bibcode : 1979JBIS ... 32..419M . [ мертвая ссылка ]
  31. ^ Маутнер, Майкл Н. (1995). «Направленная панспермия. 2. Технологические достижения в освоении других солнечных систем и основы панбиотической этики». Журнал Британского межпланетного общества . 48 : 435–440.
  32. ↑ Леб, Авраам (3 февраля 2019 г.). "Серфинг на сверхновой" . Блоги журнала Scientific American . Проверено 14 февраля 2020 года .
  33. ^ a b Мессье, Дуг (26 декабря 2013 г.). "ЕКА разрабатывает солнечный парус для безопасного спуска спутников с орбиты" . Параболическая дуга . Проверено 28 декабря 2013 .
  34. ^ "22 295 864 удивительных факта, которые вам нужно знать о новейшем спутнике Великобритании" . Innovate UK .
  35. ^ «Миссия» . www.surrey.ac.uk . Проверено 30 января 2016 .
  36. ^ "Обновление DeorbitSail и исходное изображение камеры" . AMSAT-UK . 2015-11-13 . Проверено 30 января 2016 .
  37. ^ «PW-Sat2 получает 180 000 евро на финансирование запуска» . PW-Sat2: Польский студенческий спутниковый проект . Архивировано из оригинала на 2016-01-31 . Проверено 30 января 2016 .
  38. ^ "Космический центр Суррея празднует успешную эксплуатацию спутника InflateSail" . surrey.ac.uk . Проверено 15 июля 2017 года .
  39. ^ "URSA MAIOR (QB50 IT02)" . Проверено 4 июля 2018 .
  40. ^ "ARTICA Spacemind" . Проверено 4 июля 2018 .
  41. ^ "Маленькая демонстрационная машина паруса на солнечной энергии (小型 ソ ー ラ ー 電力 セ イ ル 実 証 機)" (PDF) . JAXA . Проверено 24 марта 2014 года .
  42. ^ JAXA. "Демонстрация малого паруса на солнечной энергии" ИКАРОС "Успешное управление отношением с помощью жидкокристаллического устройства" . JAXA . Проверено 24 марта 2014 года .
  43. ^ Райт, там же, стр. 71, последний абзац
  44. ^ a b c d e f «Дизайн и строительство» . Лаборатория реактивного движения НАСА. Архивировано из оригинала на 2005-03-11.
  45. ^ а б Хаятян, Б .; Rahmat-Samii, Y .; Погожельский Р. "Концепция антенны, интегрированная с будущими солнечными парусами" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 27 мая 2010 года.
  46. ^ НАСА. «Солнечные паруса могут отправить космический корабль в« плавание »через космос» .
  47. ^ "Встреча стипендиатов" (PDF) . www.niac.usra.edu/files . 1999 г.
  48. ^ а б Дрекслер, KE (1977). "Проектирование высокопроизводительной солнечной парусной системы, дипломная работа" (PDF) . Отделение аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института, Бостон. Архивировано из оригинального (PDF) 04.06.2011.
  49. ^ Джеффри А. Лэндис, Аэрокосмический институт Огайо (1999). «Передовые концепции световых парусов на основе солнечной и лазерной энергии» (PDF) .
  50. ^ a b «Прорыв в технологии солнечных парусов» . SPACE.com . Архивировано из оригинала на 1 января 2011 года.
  51. ^ "Углеродный солнечный парус" . sbir.nasa.gov .
  52. ^ «Исследователи производят прочные прозрачные листы углеродных нанотрубок» . Physorg.com. 2005-08-18 . Проверено 18 января 2011 .
  53. ^ Райт, там же. Ch 4
  54. ^ Роу, W. m. «Пленочные материалы и несущая конструкция солнечного паруса, эскизный проект, том 4.» Лаборатория реактивного движения. Калифорния, Пасадена, Калифорния.
  55. ^ Райт, там же, гл.6 и приложение С.
  56. ^ Лэндис, Джеффри А. (2003). «Окончательное исследование: обзор концепций движения для межзвездного полета». В Ёдзи Кондо; Фредерик Брювайлер; Джон Х. Мур, Чарльз Шеффилд (ред.). Межзвездные путешествия и космические корабли разных поколений . Книги Апогея. п. 52. ISBN 978-1-896522-99-9.
  57. ^ Хеллер, Рене; Хиппке, Майкл; Кервелла, Пьер (2017). «Оптимизированные траектории к ближайшим звездам с использованием легких высокоскоростных фотонных парусов». Астрономический журнал . 154 (3): 115. arXiv : 1704.03871 . Bibcode : 2017AJ .... 154..115H . DOI : 10,3847 / 1538-3881 / aa813f . S2CID 119070263 . 
  58. ^ "НАСА - Солнечные паруса могут отправить космический корабль" в плавание "через космос" . www.nasa.gov .
  59. ^ «Полномасштабное испытание развертывания DLR / ESA Solar Sail» (PDF) . 1999 г.
  60. ^ "SSSat 1, 2" . Space.skyrocket.de . Проверено 18 января 2011 .
  61. ^ "Космос 1 - Солнечный парус (2004) Японские исследователи успешно тестируют раскладывание солнечного паруса во время полета на ракете" . 2004. Архивировано из оригинала на 2006-02-03.
  62. ^ "Проект ИКАРОС ｜ Центр космических исследований ДЖАКСА" . Jspec.jaxa.jp. 21 мая 2010 г. Архивировано из оригинала на 2008-09-22 . Проверено 18 января 2011 .
  63. ^ Клейман, Джейкоб; Тагава, Масахито; Кимото, Юго (22 сентября 2012 г.). Защита материалов и конструкций от космической среды . Springer Science & Business Media. ISBN 9783642302299 - через Google Книги.
  64. ^ Maiden путешествие для первого истинного космического паруса , New Scientist
  65. ^ Вульпетти, Джованни; Джонсон, Лес; Матлофф, Грегори Л. (5 ноября 2014 г.). Солнечные паруса: новый подход к межпланетным путешествиям . Springer. ISBN 9781493909414 - через Google Книги.
  66. Рианна Фридман, Луи (5 ноября 2015 г.). Полет человека в космос: от Марса к звездам . Университет Аризоны Press. ISBN 9780816531462 - через Google Книги.
  67. ^ Цуда, Юичи (2011). «Солнечные парусные навигационные технологии ИКАРОС» . JAXA .
  68. ^ "Успешное развертывание солнечного паруса" ИКАРОС "Демонстратора малого солнечного паруса" . Пресс-релиз веб-сайта JAXA . Японское агентство аэрокосмических исследований. 2010-06-11 . Проверено 17 июня 2010 .
  69. ^ "Информационный бюллетень: 27 мая 2010 г." . NatureNEWS . 26 мая 2010 . Проверено 2 июня 2010 года .
  70. ↑ Саманта Харви (21 мая 2010 г.). «Исследование Солнечной системы: Миссии: По цели: Венера: Будущее: Акацуки» . НАСА . Проверено 21 мая 2010 .
  71. ^ "О подтверждении фотонного ускорения" ИКАРОС "небольшого демонстрационного корабля с солнечным парусом ( английский пресс-релиз еще не опубликован )" . Пресс-релиз веб-сайта JAXA . Японское агентство аэрокосмических исследований. 2010-07-09 . Проверено 10 июля 2010 .
  72. ^ "Небольшой демонстратор паруса солнечной энергии" . JAXA. 11 марта 2010 года Архивировано из оригинала на 2013-10-30 . Проверено 7 мая 2010 .
  73. ^ "Проект ИКАРОС" . JAXA. 2008. Архивировано из оригинального 22 сентября 2008 года . Проверено 30 марта 2010 года .
  74. ^ МакКарри, Джастин (2010-05-17). «Космическая яхта Икарос готова к отплытию за обратную сторону Солнца» . The Guardian Weekly . Лондон . Проверено 18 мая 2010 .
  75. ^ "NASASpaceflight.com - SpaceX Falcon I ОТКАЗЫВАЕТСЯ во время полета на первом этапе" . Архивировано из оригинала на 11 августа 2008 года.
  76. ^ "НАСА, чтобы попытаться исторически развернуть солнечный парус" . НАСА. 26 июня 2008 г. Архивировано из оригинала на 2009-02-11.
  77. ^ «Чат НАСА: Первый солнечный парус разворачивается на низкой околоземной орбите» . НАСА. 2011-01-27 . Проверено 18 мая 2012 года . Иногда спутник называют NanoSail-D, а иногда NanoSail-D2. ... Дин: Это просто NanoSail-D. NanoSail-D2 - версия с серийным номером 2.
  78. ^ «НАСА - Спутник НАСА NanoSail-D продолжает медленно сходить с орбиты верхних слоев атмосферы Земли» . www.nasa.gov .
  79. ^ «НАСА - НАСА Nanosail-D 'Sails' Home - Миссия завершена» . www.nasa.gov .
  80. ^ "НАСА - Домашняя страница NanoSail-D" . Nasa.gov. 2011-01-21 . Проверено 24 января 2011 .
  81. ^ Фридман, Луи. «Взлет и падение Космоса 1» . sail.planetary.org .
  82. ^ Overbye, Деннис (9 ноября 2009). «Парус в космос, движимый солнечным светом» . Проверено 18 мая 2012 года . Планетарное общество, ... следующие три года, ... серия космических кораблей с солнечным парусом, получивших название LightSails.
  83. ^ a b «Часто задаваемые вопросы о миссии LightSail» . Планетарное общество . Архивировано из оригинального 30 апреля 2012 года . Проверено 18 мая 2012 года .
  84. ^ Най, Билл. Кикстарт LightSail . Событие происходит в 3:20 . Дата обращения 15 мая 2015 .
  85. ^ "Взлет! Космический самолет X-37B и солнечный парус LightSail выходят на орбиту" . NBC News .
  86. ^ Стироне, Shannon (23 июля 2019). «LightSail 2 разворачивается, следующий шаг к космическому путешествию на солнечном парусе - Планетарное общество развернуло LightSail 2 с целью дальнейшей демонстрации потенциала технологии космического движения» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 24 июля 2019 года .
  87. ^ "Демонстрация солнечного паруса НАСА" . www.nasa.gov. 2013-10-28.
  88. ↑ Леонард Дэвид (31 января 2013 г.). «НАСА запустит самый большой в мире солнечный парус в 2014 году» . Space.com . Проверено 13 июня 2013 года .
  89. ^ a b Майк Уолл (13 июня 2013 г.). «Самый большой в мире солнечный парус будет запущен в ноябре 2014 года» . Space.com . Проверено 13 июня 2013 года .
  90. ↑ Леоне, Дэн (17 октября 2014 г.). «Миссия NASA Nixes Sunjammer, интеграция цитирует, риск расписания» . spacenews.com .
  91. ^ "Скаут NEA" . НАСА. 2015-10-30 . Проверено 11 февраля 2016 года .
  92. ^ Макнатт, Лесли; Кастильо-Роже, Джули (2014). "Разведчик астероидов, сближающихся с Землей" (PDF) . НАСА . Американский институт аэронавтики и астронавтики . Проверено 13 мая 2015 .
  93. ↑ Кребс, Гюнтер Дирк (13 апреля 2015 г.). «СВА-Скаут» . Проверено 13 мая 2015 .
  94. ^ Кастильо-Роже, Джули; Абелл, Пол. "Миссия разведки околоземных астероидов" (PDF) . НАСА . Лунно-планетный институт . Проверено 13 мая 2015 .
  95. Рианна Гебхардт, Крис (27 ноября 2015 г.). «НАСА определяет вторичные полезные нагрузки для миссии SLS EM-1» . НАСАкосмический полет.
  96. ^ Сценарий выборки для троянской миссии по исследованию астероидов. Архивировано 31 декабря 2017 г. на Wayback Machine (PDF). Дзюн Мацумото, Дзюн Аоки, Юске Оки, Хадзимэ Яно. 2015 г.
  97. ^ "Прорыв Starshot" . Прорывные инициативы . 12 апреля 2016 . Проверено 12 апреля 2016 .
  98. ^ Старшот - Концепция .
  99. ^ «Инициативы прорыва» . breakthroughinitiatives.org .
  100. ^ a b НАСА выбирает предложения по демонстрации технологий малых спутников для изучения межпланетного пространства. Пресс-релиз НАСА, 15 августа 2019 г.
  101. ^ " Исследователи " Звездного пути Deep Space Nine "(ТВ-эпизод 1995) - IMDB" . IMDB . 8 февраля 2018.
  102. ^ Кертис Сакстон (2002). Звездные войны: Атака клонов. Невероятные разделы . DK Publishing. ISBN 9780789485748.

Библиография [ править ]

  • Г. Вулпетти, Быстрое солнечное плавание : астродинамика траекторий специальных кораблей , ;; Библиотека космической техники, том. 30, Springer, август 2012 г., (твердый переплет) https://www.springer.com/engineering/mechanical+engineering/book/978-94-007-4776-0 , (Kindle-edition), ASIN: B00A9YGY4I
  • Г. Вулпетти, Л. Джонсон, Г.Л. Матлофф, Солнечные паруса: новый подход к межпланетным полетам , Springer, август 2008 г., ISBN 978-0-387-34404-1 
  • JL Wright, Space Sailing , Gordon and Breach Science Publishers, Лондон, 1992; Райт участвовал в работе JPL по использованию солнечного паруса для встречи с кометой Галлея.
  • NASA / CR 2002-211730, Глава IV - представляет оптимизированную траекторию ухода с помощью режима плавания с реверсом H.
  • Г. Вулпетти, Концепция разделения кораблей , JBIS , Vol. 59, стр. 48–53, февраль 2006 г.
  • Г.Л. Матлофф, Зонды дальнего космоса: к внешней Солнечной системе и за ее пределы , 2-е изд., Springer-Praxis, UK, 2005, ISBN 978-3-540-24772-2 
  • Т. Тейлор, Д. Робинсон, Т. Мотон, Т. К. Пауэлл, Г. Матлофф и Дж. Холл, «Интеграция и анализ двигательных систем солнечного паруса (для периода выбора)», Заключительный отчет для НАСА / MSFC, Контракт № H -35191D Опционный период, Teledyne Brown Engineering Inc., Хантсвилл, Алабама, 11 мая 2004 г.
  • Г. Вулпетти, «Варианты траектории корабля для межзвездного зонда: математическая теория и численные результаты», Глава IV NASA / CR-2002-211730, Межзвездный зонд (ISP): траектории до перигелия и применение голографии , июнь 2002 г.
  • Г. Вулпетти, Миссия на корабле к Солнечной гравитационной линзе, STAIF-2000, Альбукерке (Нью-Мексико, США), 30 января - 3 февраля 2000 г.
  • Г. Вулпетти, "Общие трехмерные H-реверсивные траектории для высокоскоростных парусных судов", Acta Astronautica , Vol. 1999, 44, No. 1, pp. 67–73
  • CR McInnes, Solar Sailing: Technology, Dynamics, and Mission Applications , Springer-Praxis Publishing Ltd, Chichester, UK, 1999, ISBN 978-3-540-21062-7 
  • Гента, Г., и Бруса, Э., "Проект AURORA: новый план паруса", Acta Astronautica , 44, № 2–4, стр. 141–146 (1999).
  • С. Скаглионе и Дж. Вулпетти, «Проект« Аврора »: удаление пластикового субстрата для получения цельнометаллического солнечного паруса», специальный выпуск журнала Acta Astronautica , vol. 1999, 44, № 2–4, с. 147–150.

Внешние ссылки [ править ]

  • «Отклонение астероидов» Грегори Л. Матлофф, IEEE Spectrum, апрель 2012 г.
  • Проект планетарного общества в области солнечного плавания
  • Солнечный фотонный парус достигает совершеннолетия, Грегори Л. Матлофф
  • Место миссии НАСА для NanoSail-D
  • Миссия NanoSail-D : Дана Колтер, «НАСА в попытке исторического развертывания солнечных парусов» , НАСА, 28 июня 2008 г.
  • Дальние пути в космос: солнечные паруса от НАСА
  • Солнечные паруса Обширная коллекция информации и ссылок на солнечные паруса, поддерживаемая Бенджамином Дидрихом. Хорошие диаграммы, показывающие, как легкие моряки должны лавировать.
  • U3P Многоязычный сайт с новостями и авиасимуляторами
  • ISAS развернула фильм о солнечном парусе в космосе
  • Предложение солнечного паруса с роликовым рифлением, гибридной силовой установкой и центральной стыковочной станцией и станцией полезной нагрузки.
  • Интервью с Лабораторией реактивного движения НАСА о технологиях и миссиях солнечных парусов
  • Веб-сайт с техническими pdf-файлами о солнечном плавании, включая отчет НАСА и лекции в Школе аэрокосмической инженерии Римского университета
  • Усовершенствованные концепции светового паруса на солнечной и лазерной основе
  • Эндрюс, Д.Г. (2003). «Межзвездный транспорт с использованием современной физики» (PDF) . Документ AIAA 2003-4691 . Архивировано из оригинального (PDF) 11 марта 2006 года.
  • www.aibep.org: Официальный сайт Американского института движения лучевой энергии.
  • Космический парусный спорт Концепции, операции и история концепции парусных кораблей
  • Веб-сайт Бернда Дахвальда Обширная информация о двигателях и задачах парусов