Hvor du kan rejse i rummet afhænger af, hvor meget drivmiddel du har ombord på din raket, og hvor effektivt du kan bruge den. Du skal bare fange dem.
Og lige nu tester Planetary Society's nye LightSail 2-rumfartøj, hvor godt det vil fungere.
Solsejl er en genial idé, som Johannes Kepler først blev tænkt på i 1600-tallet, da han forestillede sig, at sejl og skibe kunne tilpasses rumfarten. Selvfølgelig forstod han ikke fuldt ud den involverede fysik endnu.
Men med store opdagelser inden for partikelfysik og kvantemekanik i det tidlige 20. århundrede, vidste forskere, at lyset selv kunne fungere som en vind, der blæser et sejl i rummet.
Selvom fotoner ikke har nogen masse, kan de give momentum, når de spretter fra en meget reflekterende overflade - dette er et let sejl. Det er ikke meget, men i rumrummet er der ingen luftmodstand til at bremse sejlet. Med nok fotoner og nok tid kan et let sejl accelerere til utroligt høje hastigheder.
Ved hjælp af en kemisk raket kan du konvertere hele det observerbare universs masse til raketbrændstof, og du ville ikke få et lille rumfartøj til at gå hurtigere end 0,2% lysets hastighed. Men et let sejl kan teoretisk føre dig op til relativistiske hastigheder ved at rejse fra stjerne til stjerne i en menneskelig levetid.
Da ubegrænset gratis drivmiddel kommer fra solen, og enorme hastigheder er mulige, hvorfor er der ikke solsejl overalt?
Godt spørgsmål.
Det er et spørgsmål, som Planetarisk Samfund har besat i mange år nu, og de har endelig lanceret et rigtigt solsejl for at prøve at finde ud af, hvor godt de faktisk fungerer.
Tilbage i 2005 forsøgte de at lancere verdens første solsejl, Cosmos 1, men en raketfejl ødelagde den. Derefter gik de tilbage til arbejdet og udviklede LightSail 1, der blev lanceret i 2015 og testet deres solsejlinstallation i rummet med succes.
Og til sidst, i 2019, var Planetary Society klar til faktisk at prøve at sejle i rummet.
Den 25. juni 2019 sprængte en SpaceX Falcon Heavy fra Floridas Cape Canaveral med 24 rumfartøjer til US Air Force's STP-2-mission. Dette var tredje gang, at Falcon Heavy lancerede, og vi håbede alle, at det med succes ville lande sin midterste fase. Ikke så meget, det er stadig på opgavelisten. Men det er ikke det, denne video handler om.
Under alle omstændigheder, ud over de mystiske luftvåbenssatellitter, var Falcon Heavy med på Planet Plan Society's LightSail 2 om bord på dets Prox-1-skibsfartøjsskib, som det frigav i en højde af 720 kilometer.
Derefter den 23. juli 2019 udsendte rumfartøjet sit solsejl.
Det åbnede sine hængslede solarrays og derefter rullede fire, målebåndlignende sejlbomme ud, og rullede sine 4 trekantede sejl ud og indsatte 32 kvadratmeter sejlområde.
Det er vigtigt at bemærke, at dette rumfartøj er lille, med en vægt på kun 5 kg eller 11 pund, omtrent på størrelse med et brød.
Når det kredser rundt om Jorden, svinger rumfartøjet sine sejle ind og ud af sollyset, idet hver periode løfter sin bane med et par hundrede meter om dagen.
Dette lyder fantastisk, desværre har LightSail 2 ikke styresystemerne om bord til at kontrollere dens vinkel omhyggeligt nok til at forblive i bane på ubestemt tid.
Mens den løfter sin bane på den ene side af Jorden med flere hundrede meter om dagen, kan den ikke vippe sejlene nøjagtigt nok til at forhindre, at dens bane sænkes på den anden side af planeten. Til sidst dyppes det ned i Jordens atmosfære og brændes op.
Men forhåbentlig har ingeniører i Planetary Society endelig lært, hvor praktisk et solsejl kan være til rumforskning.
Det er stadig i kredsløb, og sender fantastiske billeder af vores hjemmeplanet tilbage.
Når Planetary Society's LightSail 2 sender hjem data, lærer missionskontrollører at sejle i rummet, vil dette være værdifulde lektioner for fremtidige missioner, der muligvis bruger denne teknologi som en faktisk metode til fremdrift.
En mission i værkerne er NASAs nærjordiske asteroide spejder eller NEA spejder. Denne Cubesat-mission kunne flyve som en sekundær nyttelast med den første test af NASAs Space Launch System, den ubesatte EM-1-mission, der kunne lanceres allerede i juni 2020.
Efter udrulning fra Orion-kapslen ville NEA Scout åbne sine solsejl, dobbelt så stor som LightSail 2, og derefter bruge to år på at rejse til en asteroide nær jorden for at studere det tæt på.
Vi kender ikke målet endnu, men en potentiel destination kan være jordobjektet 1991 VG, som blev opdaget i 1991 kort før det passerede omkring afstanden fra Jorden til Månen. Og så kom det tilbage i august 2017. Vi vil holde øje med denne klippe som en potentiel trussel, men også en skattekiste af metaller og mineraler, der kan hjælpe med at understøtte den fremtidige efterforskning af solsystemet.
En anden mission, der kunne bruge et solsejl, er Japans Oversize Kite-craft til efterforskning og astronautik i det ydre solsystem eller OKEANOS. Dette ville være en mission til trojanske asteroiderne, som er placeret ved L4 og L5 Sun-Jupiter Lagrange-punkter.
Dette er et ideelt sted at studere asteroider, fordi Jupiter og Solens tyngdekraft har fanget et stort antal på ét sted, og en mission kan nemt prøve mange forskellige asteroider.
OKEANOS ville have et hybrid solsejl, dækket af solcellepaneler, som det også ville bruge til at levere elektricitet til sine instrumenter og ionmotor.
Japan var et af de første lande, der nogensinde testede et solsejl med deres IKAROS-mission, der blev indsat i 2010, og til sidst fik flere hundrede meter et sekund med hastighed ved hjælp af solsejlet.
OKEANOS kommer måske endda med en lander. Takket være deres oplevelse med Hayabusa2 og asteroiden Ryugu har JAXA lært en enorm mængde om landing og indsamling af prøver fra små asteroider.
Hvis alt går godt, vil OKEANOS lancere i midten af 2020'erne ombord på et H-IIA-lanceringsvogne ved hjælp af flere tyngdekraftassistenter for at gøre rejsen ud til Jupiter. Og hvis missionen virkelig er vellykket, kan den endda bringe en prøve af en trojansk asteroide hjem.
NASA overvejer endda at tilføje et solsejl til Deep Space Lunar Gateway. På en speciel planlægningsbegivenhed for Deep Space Gateway i 2017 præsenterede medlemmer fra det canadiske rumfartsbureau konceptet om et solsejl, der kunne føjes til stationen. Det vedvarende lys fra solen ville give en konstant drivkraft, som stationen kunne bruge til at opretholde sin bane uden fremdrift. Holdt på en canadisk robotarm - hvad ellers - kunne et 50 kvadratmeter solsejl redde stationen 9 kg hydrazin om året, hvilket er dyrt at transportere fra Jorden til Månen.
En mission, du sandsynligvis er bekendt med, er Breakthrough Starshot-konceptet. I stedet for at bruge lys fra solen som fremdrift, håber Breakthrough Starshot at bruge magtfulde lasere, der vil fremskynde bittesmå satellitter til interstellar hastigheder.
Dette kan være det første rumfartøj, der nogensinde sender billeder fra et andet stjernesystem hjem. Vi har lavet en hel episode om dette og endnu en tungere laserseglemission kaldet Project Dragonfly.
Desværre har det taget længere tid for rumfartsbureauer at integrere solsejl i deres missioner, end jeg ville have håbet. Det er forståeligt, de er komplicerede og skrøbelige og kræver præcis orientering. Det giver mening, at missionplanlæggere ville bruge afprøvede kemiske raketter eller effektive ionmotorer til at drive deres rumfartøjer hen over solsystemet.
Men når flere og flere solsejl er lanceret og testet, vil ingeniører blive mere sikre på de bedste måder at bruge dem som en del af en mission. Jeg kan forestille mig en fremtid, når næsten hver mission har et backup-solsejl ombord, i tilfælde af at noget går galt med hovedmotoren.
Jeg har altid været fascineret af muligheden for solsejlads, og jeg har set hver opdagelse og gå frem med spænding. Jeg er virkelig glad for, at Planetarisk Samfund har nået det så langt med deres prøver. De udførte hele missionen for $ 7 millioner dollars, finansieret af medlemmer af Planetary Society, private borgere og en Kickstart-kampagne. Hvis du vil støtte dette og fremtidige missioner for at hjælpe med at udforske solsystemet, skal du gå til planetary.org for at finde ud af mere.
