A NASA újításával lassan elérhetjük a szomszédos csillagokat

Szerda hajnalban a Rocket Lab Új-Zélandról indított Electron hordozórakétájának fedélzetén sikeresen elérte az űrt a NASA új kísérleti űrvitorlája, az ACS3. Az eszköz neve a továbbfejlesztett kompozit napvitorla rövidítését takarja.

A napvitorlák egy újító stratégiát jelentenek az űrbéli meghajtás területén. Előnyük, hogy nem kell üzemanyagot szállítaniuk, mert a Napból érkező sugárzás nyomása vagy lézerek gondoskodnak a gyorsításukról. Emiatt kifejezetten nagy sebességet érhetnek el, ezért jelenleg ezeket tekintik a csillagközi utazás egyetlen olyan technikai lehetőségének, amivel az emberi civilizáció számára praktikus időtávon eredményeket érhetünk el. Megvalósításuk ugyanakkor nagy kihívást jelent, hiszen ezek akkor működnek, ha a hatalmas felület elenyésző tömeggel társul.

Egy jó napvitorla tehát anyagtechnológiai fejlesztésen múlik – az ACS3 ezen a téren jelent új szintet.

Csillagközi szupersztaniol

A történelem első napvitorlája a Planetary Society nonprofit szervezet Cosmos–1 űrszondája lett volna, de az a felbocsátás során egy orosz rakétával együtt megsemmisült.

Az elsőség így a japán IKAROS vitorláé lett 2010 végén. A nevében a technika önveszélyes természetéről szóló, görög legendára utaló eszköz 310 kilós volt, és 14 × 14 méteres vitorlával rendelkezett. A vitorlába napelemeket integráltak, továbbá 80 folyadékkristályos panelt – ezek fényvisszaverő képességét változtatva tudták kormányozni a vitorlát. A küldetés során az eszköz mérhetően gyorsult, de az LCD-kormányzás nem volt eléggé hatékony, ami miatt szakadozott vele a kapcsolat. Küldetése során az IKAROS 80 ezer kilométerre megközelítette a Vénuszt, utoljára 2015-ban adott hírt magáról 110 millió kilométerre a Földtől.

A Planetary Society végül a LightSail–2 révén tesztelte első napvitorláját 2019-ben, miután a LightSail–1-kísérlet 2015-ben szoftverhiba miatt ugyancsak sikertelenül zárult. A Kickstarter-kampánnyal, közösségi adakozásból megvalósított LightSail–2 a CubeSat miniműholdas, szabványméretbe hajtogatott, 32 négyzetméteres poliészter vitorlával rendelkezett. Bár az eszköz nagyon sokáig irányíthatatlanul pörgött, a sugárzás nyomása okozta pályaemelkedés itt is mérhető volt. A második napvitorla 2022 novemberében égett el a Föld légkörében.

Irány a harmadik focipálya

A NASA 2022 novemberében a Artemis–1-küldetés keretében próbálkozott először egy CubeSat méretű aszteroidakutató napvitorlával, a NEA Scout nevű űrszonda azonban meg sem mukkant, és nyomtalanul eltűnt az űrben.

Ha minden jól megy, az ACS3 lehet a NASA első sikeres napvitorla-kísérlete, egyben az eddigi legfejlettebb megoldás. Az űrszonda 80 négyzetméteres vitorlát rejt egy mikrosütő méretű kockában, benne egy pár, tenyérnyi méretűre összehajtott, 7 méteres, polimer-szénszál kompozit keresztrúddal.

A teszt egyik fő kérdése, hogy sikerül-e a vitorla 25 percesre tervezett kibontása, és beválik-e a kompozit merevítő. Ez az elem túlmutat önmagán, mert a könnyű, erős és rugalmas elemeket holdi és marsi építményekben is felhasználhatják. A sikeres teszt utat nyit a következő szinthez, ahol már egy 2000 négyzetméteres vitorlát küldenének fel. 

Az ACS3-at feljuttató RocketLab a SpaceX privát űripari konkurenciája. Electron hordozórakétáik könnyű szénszálas szerkezetűek. 3D nyomtatóval előállított alkatrészekből álló, olcsó rakétahajtóműveikben először használtak elektromos szivattyúkat az üzemanyag befecskendezéséhez. Nagyon büszkék voltak rá, hogy bevált a rakéta opcionális harmadik fokozata – ebbe Curie nevű hajtóművüket építették, amely igény szerint többször beindítható, hogy az egyes rakományokat különböző magasságú pályára állíthassák vele.

Az Electron magasságtól függően 200-300 kilogrammos rakományt tud az űrbe juttatni. Jelen esetben mintegy 150 kilogrammos terhet szállított, majd miután a koreai NEONSAT–1-et 520 kilométer magasságban kitette, továbbrepült az ACS3-mal az ezer kilométer feletti napszinkronpályáig. 

(NASA, New Atlas, Space.com)