Solsegelsatellit seglar runt jorden

0
LightSail 2's solsegel med jorden i bakgrunden. Bild: http://www.planetary.org/multimedia/space-images/earth/lightsail-2-solar-sail-over.html

Att segla i rymden som i en steampunk-liknande fantasi har nyttjats i science fiction i många år, men går det på riktigt? Ja, teoretiskt har vi länge vetat att det är möjligt, men också i praktiken, nu bättre än någonsin eftersom Planetary Society’s kubsatellit LightSail 2 lyckats segla i solljus i flera veckor, helt utan någon konventionell raket ombord på satelliten (ytterligare en sammanfattning finns på The Space Review). Solsegel har stor potential för att göra interplanetariska sonder billigare och mindre då de knappt behöver något bränsle för annat än eventuella smärre kurskorrigeringar. På lång sikt har idéer om interstellära sonder med stora segel som drivs av uppställningar av lasrar på jorden lagts fram. Breakthrough Starshot föreslår en sond till våra närmaste grannstjärnor i alfa Kentauri, som skulle färdas med nära ljusets hastighet.

Ljus har ingen massa, men det har rörelsemängd och ger därför ett svagt tryck som kan vara till nytta i rymdfart. Kruxet är bara att trycket är mycket svagt så för att få någon användbar effekt måste seglet vara extremt mycket större än själva farkosten och samtidigt väga väldigt lite.

Datoranimering som visar LightSail 2, hur seglet är lastat och vecklas ut i omloppsbana. Bild: Planetary Society

Planetary Society är en organisation med tiotusentals medlemmar över hela jorden och jobbar för främjandet av vetenskap och utvecklingen av projekt inom ramen för astronomi och rymdfart. Den grundades 1980 av astronomerna och ingenjörerna Carl Sagan, Bruce Murray och Louis Friedman, och bland dess nuvarande ledning finnes amerikanske TV-och-vetenskapskändisen Bill Nye och geologen Emily Lakdawalla som bland annat är chefredaktör för The Planetary Report.

Test av solseglet i labmiljö. Bild: Justin Foley/Cal Poly/The Planetary Society

Deras LightSail-projekt har pågått sedan 2009 och är finansierat av gräsrotsrörelse och privata organisationer. LightSail 2 är en liten kubsatellit som kostat 7 miljoner dollar än så länge och skickades upp den 25 juni i år med en SpaceX Heavy-raket till en omloppsbana på ca 720 km över jordens yta. Den 23 juli vecklades seglet ut och satelliten har ett enda roterande hjul för att rikta seglet mot solen de delar av omloppsbanan den ska accelerera, och vinkelrätt mot solen då solljuset annars hade motverkat omloppsbanan.

En omloppsbanas storlek har olika mått. I en omloppsbana runt jorden kallas den punkt som är närmast jorden för perigee, och den punkt som är längst bort kallas för apogee. Experimentet har gett resultat, apogee har totalt ökat med 3,2 km den 5 augusti, men perigee har minskat! Förklaringen är enkel, för 720 kilometer över jordytan är mycket lägre än vad Planetary Society egentligen ville ha då jordens atmosfär fortfarande är märkbar där. Den ultralätta satelliten har ett segel på 32 kvadratmeter och bromsas alltså upp av atmosfären vid perigee fastän solljuset ändå ökar farkostens apogee.

Solseglet utvecklat i rymden. Bild: The Planetary Society

I vilket fall som helst så är LightSail 2 den första rymdfarkost att använda solsegel för framfart i jordens omloppsbana och den andra lyckade solsegelfarkosten någonsin (Japanska IKAROS från 2010 var tidigare).

Bill Nye förklarar därför projektet som lyckat:
– Carl Sagan pratade om solsegel redan när jag läste hans kurs 1977, men idén har grunder ända tillbaka till 1607 då Johannes Kepler märkte att kometsvansar måste bildas av energi från solen. LightSail 2 är banbrytande för rymdfart och fortsatt rymdforskning.

Bildserie från sonden på utfällningen av seglet. Bild: The Planetary Society

LightSail 2 ska solsegla runt jorden under en månad då man fortsätter att förfina och testa hur man effektivast nyttjar seglet. Sedan kommer dess perigee bli så låg att farkosten börjar tappa höjd för snabbt och om drygt ett år kommer den att brinna upp i atmosfären. Även denna tid planeras till experiment då de vill testa hur olika segelvinklar kan påverka kursen för satelliten inför återinträdet. Satelliten är hela tiden synlig för den som bor inom 42 grader från ekvatorn, det vill säga närmast söder om Frankrike.

Det kommer att dröja länge innan vi har stora rymdskepp som seglar runt i solsystemet med segel. Men detta är ett massivt steg mot att flyga små rymdsonder med segel inom en snar framtid.