Sluneční plachetnice: Družice a kosmické lodi poháněné slunečním větrem

03.04.2014 - Tomáš Přibyl

Jedním z pohonů kosmických sond, které se aktuálně testují, jsou energie slunečního větru, který by poháněl rozměrné plachty podobně jako vítr na zemi pohání plachetnice. Jde o pohon, který by byl úplně zadarmo


Reklama

Slunce vyzařuje obrovské množství energie: jako jeho celkový vyzařovaný výkon se uvádí 3,73 × 1020 MW. Sluneční energii lze však přímo – tedy bez nutnosti převodu na jiné formy – měnit na energii kinetickou. Není to ale vůbec jednoduché, a na Zemi je to dokonce nemožné, protože další vlivy jako gravitace, atmosféra či teplotní výkyvy tuto možnost spolehlivě eliminují. Proto se musíme vydat někam, kde tyto vlivy působí jen zanedbatelně – do vesmíru.

Slunce tlačí

Už dlouho jsou rozpracovávány projekty kosmických objektů, které pro zrychlení nebo zpomalení využívají právě sluneční záření. Mnohdy se uvádí, že sluneční plachetnice „pohání“ sluneční vítr – nepřetržitý proud nabitých částic, který naše mateřská hvězda vyvrhuje do okolí. To ale není pravda – skutečný tlak vytváří samotné záření, jehož vliv je zhruba tisíckrát větší než vliv proudu částic. A pokud uvážíme, že tlak záření má hodnotu 4,43 × 10-6 Pa, je pochopitelné, že proud částic má opravdu zanedbatelný vliv.

Pokud je tedy působící síla velmi malá, potřebujeme co největší plochu, aby se vůbec projevila a mohla být využita. Jako jednoznačně nejvhodnější tvar se jeví plachta – a od ní už je jen krok ke slunečním plachetnicím. Nejdůležitějším parametrem takové plachty je přitom odrazivost, která má zásadní vliv na manévrovací schopnosti plachetnice a konečné působení slunečního záření.

Tip: Iontový pohon, efektivní motor na cesty do hlubin vesmíru

Kam se záření odráží

Existují tři základní typy odrazivosti: nulová, jedním směrem a všemi směry. V případě nulové odrazivosti je veškeré záření dokonale absorbováno. Tlak slunečního záření působí pouze ve směru jeho dopadu, z čehož vyplývá, že plachta nemá možnost manévrování – je pouze možné jejím natáčením regulovat sílu působícího záření. S trochou nadsázky by se dalo říct, že plachta s odrazivostí jedním směrem má podobu zrcadla, které veškeré záření dokonale odráží. To umožňuje, aby dopadající záření působilo nejen ve svém směru, ale i ve směrech jiných. Natáčením plachty tak může docházet i k složitému manévrování – a tudíž k navádění zařízení na nejrůznější dráhy. Plachta s odrazivostí všemi směry umožňuje totéž, nicméně má mnohem nižší účinnost, protože kvůli odrážení záření do všech směrů dochází k tříštění působící síly.

Kromě odrazivosti musíme brát v potaz také velikost plachty, která by měla být co největší – a zároveň hmotnost, pokud možno co nejnižší – což jsou celkem protichůdné požadavky. Jen pro představu: na plachtu o ploše 900 m2 (tedy čtvercového tvaru 30 × 30 m) působí u Země síla 3,95 mN! Hmotnost takové plachty by však neměla překročit 100 kg – přičemž do ní musíme započítat komunikační aparaturu, orientační systém, výztužné prvky, zdroj energie a nejlépe i nějaký náklad jako vědecké přístroje apod.

Pokusy každopádně prokázaly životaschopnost slunečních plachet a do budoucna se s nimi počítá na mise, kde nezáleží na čase: s jejich použitím by se třeba kolonizátorům Marsu mohly s několikaletým předstihem poslat zásoby nebo náhradní díly.

Plusy: není třeba palivo
Minusy: nízká rychlost a hmotnost poháněné sondy

  • Zdroj textu:

    Tajemství vesmíru 11/2012

  • Zdroj fotografií: NASA

Reklama

Další články v sekci

Reklama

Reklama

Aktuální články

Templáři bývali ve výběru daní efektivnější než panovník – což vyvolávalo nenávist šlechticů.

Zajímavosti

Významným zdrojem ultrajemných částic je spalování – doprava, vytápění, průmyslová výroba, lesní požáry a výbuchy sopek.

Věda
Reklama

Americký Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA) prozkoumal nová data roveru Curiosity z Marsu a zjistil, že se na rudé planetě nečekaně pohybuje hladina kyslíku. 

Vesmír

Uvítání v Římě. Ne vždy čekaly na americké vojáky jen polibky mladých dívek

Válka

Jestliže výše postavený šimpanz přihlíží tomu, jak probíhá čištění srsti mezi dvěma níže postavenými jedinci, skončí očista mnohem dřív

Příroda

Nové časopisy Extra Publishing

RSSInzerceO serveru (Redakce)Partnerské weby
© Extra Publishing, s. r. o. 2007–2011. ISSN 1804-9907