„Vântul” stelelor – presiunea exercitată de fotonii care provin de la stele – va fi folosit în călătorii spaţiale în viitorul apropiat. Ideea nu este nouă, însă construirea unor „pânze” adecvate pentru aceste nave spaţiale nu este deloc uşoară. O nouă inventiem care se inspiră de la aşa-numitele origami japoneze, ar putea reprezenta o soluţie atât pentru viitoarele călătorii în spaţiul îndepărtat cât şi pentru realizarea unor sateliţi ecologici.

De când fizicianul scoţian James Clerk Maxwell a pus la punct teoria electromagnetismului acum aproape 150 de ani se ştia că lumina (fotonii) exercită o presiune asupra obiectelor. Această presiune ar putea fi folosită pentru a realiza călătorii în spaţiu – în mod asemănător vântului care umflă pânzele navelor pe oceane ducându-le dintr-un port în altul.

Americanii au fost primii care au propus realizarea unei nave spaţiale care să folosească presiunea radiaţiei electromagnetice care provine de la Soare – vântul solar. Primii însă care au reuşit să realizeze în practică această idee au fost japonezii care au lansat în 2010 sondă Ikaros cu „pânze” cu dimensinea în jur de 4 metri. Ikaros a ajuns până la planetă Venus şi contiună călătoria care-l va duce, dacă merge totul bine, în jurul Soarelui. Ulterior americanii au lansat la rândul lor NanoSail-D, cu pânze de 9.2 metri pătraţi, care a călătorit în jurul Terrei pentru o perioada de 240 de zile în 2011; ulterior a luat foc la reintrarea în atmosfera.

La ora actuală o nouă „nava spaţială” este gata de lansare. Este vorbe despre SunJammer construită de NASA. SunJammer va călători prin sistemul solar impans de vântul Soarelui. Pânzele acestei sonde spaţiale vor avea dimensiunea de....un kilometru pătrat! Un enorm progres. Cum este posibil aşa ceva? Ideea este de a lansa de pe Terra sondă având pânzele împăturate – acestea se vor desfăşura doar în momentul în care SunJammer va ajunge în spaţiu. Aceste „pânze” care vor fi împinse de vântul solar sunt construite dintr-un material special – kapton – şi au o greutate totală de circa 30 kg, cu o grosime de a sută parte din cea a unei foi de hărţii! Întreagă pânză va fi împachetată în momentul lansării având dimensiunea unei...maşini de spălat. Împachetarea va urmări principiul „sculpturilor din hârtie” japoneze numite origami – adevărate opere de artă...matematice. Origami permite ocuparea unui spaţiu minim pentru o suprafaţă dată.

O dată lansat SunJammer se va îndrepta spre aşa-numitul punct Lagrange 1, situat la circa 1.5 milioane de km de Pământ. În acest punct forţele de atracţie gravitaţională exercitate de Soare Terra şi Luna se echilibrează şi obiectele care ajung acolo pot să rămână fără să consume energie. Punctele Lagrange ar putea să fie folosite că platforme de lansare ale viitoarelor misiuni interplanetare. Ideea de a folosi principiul origamiului pentru lansări de obiecte în spaţiu ar putea să fie folosită în viitor nu doar pentru pânzele în care suflă vântul solar – ci şi pentru obiecte mai sofisticate – care să conţină circuite electronice şi alte obiecte. Acestea pot fi lansate în spaţiu împachetate, cu dimensiuni cât mai mici; o dată ajunse în spaţiu se pot asambla şi deveni structuri complicate – adevărate nave spaţiale sofisticate care să studieze Universul.

Acest gen de soluţie poate să fie folosit nu doar pentru explorarea spaţiului ci şi pentru lansarea de sateliţi, precum cei folosiţi în telecomunicaţii sau pentru studii de geologie, climă etc. Sateliţii aceştia ar putea folosi energia Soarelui (vântul Solar) pentru a se menţine în orbite – devenind sateliţi ecologici.

Am văzut deci că fotonii, cei din care este compus aşa-numitol „vânt solar”, pot reprezenta o sursă de energie extrem de utilă care ne-ar putea fi de mare folos în călătoriile interplanetare. În acest caz am putea folosi energia Soarelui şi a stelelor pe lângă care trece sondă care are „pânze” în care suflă acest vânt stelar.

Călătoriile spaţiale ar putea să fie mai uşor de realizat dacat ne-am fi imaginat. Unică problema rămâne durata acestor călătorii...vântul stelelor este un vânt liniştit; dacă vrem să călătorim cu viteze uluitoare încă mai trebuie să studiem şi să vedem dacă am putea folosi alte principii ale fizicii: forţe gravitaţionale care să ne ducă pe scurtături dintr-un loc în altul într-o clipă.

 

Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro