Avaa päävalikko

Aurinkopurje

avaruusaluksen työntövoiman lähde
Aurinkopurje. Taiteilijan näkemys.

Aurinkopurje (myös valopurje erityisesti silloin, kun valonlähde on muu kuin Aurinko) on avaruusaluksen työntövoiman lähde, joka perustuu valon säteilynpaineeseen. Menetelmä on vasta kehitysasteella, mutta sitä on jo kokeiltu.

ToimintaperiaateMuokkaa

 
Les Johnson pitelee käsissään aurinkopurjeen materiaalina käytettävää jäykkää, ohutta hiilikuitukalvoa.

Aurinkopurjeen ideasta puhui ensimmäisenä Johannes Kepler lähes 400 vuotta sitten. Hän oli havainnut, kuinka Auringon säteily puhaltaa komeettojen pyrstöt poispäin Auringosta.[1]

Aurinkopurjehduksessa avaruusalus levittää kevyen purjeeksi kutsutun osan, johon auringosta tai muusta lähteestä tuleva valo osuu. Purjeeseen kohdistuvan valon säteilynpaine saa aikaan työntövoiman joko niin, että valon fotonit absorboituvat purjeeseen (musta purje), tai purje heijastaa fotonit (heijastava purje). Kummassakin tapauksessa fotonien liikemäärä muuttuu, mikä aiheuttaa työntövoiman.

Jatkuva voima aiheuttaa tasaisen kiihtyvyyden, jolloin riittävän pitkän ajan kuluessa saadaan aikaan suuria nopeuden muutoksia heikollakin työntövoimalla.

Aurinkopurjeen täytyy olla satojen metrien tai jopa kilometrien levyinen. Se pitää tehdä hyvin kevyistä materiaaleista, kuten kahden mikrometrin paksuisesta metallisoidusta muovista.[2]

Aurinkopurjeen kulkusuuntaa voidaan muuttaa kallistamalla sitä tai jopa luovimalla vastatuuleen.[2]

KäyttötarkoituksetMuokkaa

Aurinkopurjeen etu rakettimoottoriin on siinä, että se ei vaadi valtavia määriä polttoainetta.[3] Aurinkopurjeella voisi olla mahdollista tehdä sellaisia avaruuslentoja, joita raketeilla ei pystytä tekemään. Aurinkopurjeella kulkeva alus voisi tehdä meno-paluulennon Merkuriukseen tai kiertää Auringon napaa tai Maan napoja. Aurinkopurjeen avulla Aurinkokunnan laitamille voitaisiin päästä nopeammin kuin millään muulla tunnetulla teknologialla.[2] Aurinkopurje ei kuitenkaan saa enää lisää työntövoimaa Marsin rataa kauempana Aurinkokunnassa, missä Auringon säteilyn määrä on liian pieni.[1]

HankkeitaMuokkaa

 
Ikaroksen aurinkopurje on neliön muotoinen.

Ensimmäinen avaruudessa onnistuneesti käytetty aurinkopurje oli Japanin toukokuussa 2010 Venusta kohti lähettämä Ikaros. Se avasi purjeensa kesäkuussa 2010, ja heinäkuussa raportoitiin sen alkaneen liikkua fotonitörmäysten voimalla.[4] Ikaros saavutti Venuksen joulukuussa 2010.[5]

2016 julkaistussa Breakthrough Starshot -hankkeessa on tarkoitus kehittää pieniä valopurjeella matkaavia aluksia, joiden työntövoimaa synnytettäisiin laserilla. Hankeen varsinaisena tavoitteena on saavuttaa Alfa Centauri 20 vuodessa laukaisusta ja matkanopeudeksi nostaa 0,2 c.[6]

Jotkin tavanomaiset satelliitit ovat käyttäneet aurinkopurjeen periaatetta kääntääkseen itseään.[7]

Katso myösMuokkaa

LähteetMuokkaa

  1. a b Stuart Fox: How Do Solar Sails Work? LiveScience. 17.5.2010. Viitattu 20.7.2019.
  2. a b c Solar sails Esa. Viitattu 20.7.2019.
  3. Kevin Bonsor: How Solar Sails Work How Stuff Works. Viitattu 20.7.2019.
  4. Elizabeth Howell: Ikaros: First Successful Solar Sail 8.5.2014. Space.com. Viitattu 20.7.2019.
  5. Emily Lakdawalla: IKAROS: self-portrait with Venus; primary mission complete 26.1.2011. Planetary Society. Viitattu 20.7.2019.
  6. Laivasto pieniä avaruusluotaimia etsimään elämää avaruudesta? Yle Uutiset. Viitattu 18.4.2016.
  7. Solar sails 2 Esa. Viitattu 20.7.2019.

Aiheesta muuallaMuokkaa

Tämä tähtitieteeseen liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.