LightSail

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
LightSail

LightSail je viacročný projekt, ktorý demonštruje riadenú slnečnú plachetnicu na nízkej orbite Zeme pomocou CubeSatu vyvinutým The Planetary Society, globálnej neziskovej organizácie venovanej prieskumu vesmíru.[1] Do roku 2019 vyvinula The Planetary Society dva LightSail CubeSats - LightSail 1 a LightSail 2 - ako pokračovanie väčšej slnečnej plachetnice - Cosmos 1 - ktorú navrhli na začiatku 2000-tych rokov a vypustili v roku 2005.

Nerozvinutá sonda LightSail 1 ako aj 2 meria 10 × 10 × 30 cm, rozprestretá solárna plachta má rozmer 5,6 x 5,6 m, plochu 32 m2, hmotnosť je 5 kg.[2]

Dňa 20. mája 2015 bola vypustená prvá kozmická loď CubeSat, LightSail 1 (predtým nazývaná LightSail-A,[3] ) ktorá rozvinula svoju solárnu plachtu 7. júna 2015. LightSail 2 bola vypustená ako sekundárny užitočný náklad vesmírneho testovacieho programu (STP-2) na rakete Falcon Heavy 25. júna 2019.

História[upraviť | upraviť kód]

NanoSail-D spoločnosti NASA s nasadenou plachtou.

V roku 2005 sa The Planetary Society pokúsila poslať do vesmíru väčšiu slnečnú plachetnicu - satelit s názvom Cosmos 1, ale ruskej rakete Volna sa nepodarilo dosiahnuť plánovanú obežnú dráhu.[4] V roku 2009 spoločnosť začala pracovať na solárnej plachetnici na báze CubeSatu projektu NASA NanoSail-D,[5] ktorý bol stratený v auguste 2008 v dôsledku zlyhania rakety Falcon 1.[6] (Druhý NanoSail-D2 bol úspešne vypustený začiatkom roka 2011.)

V roku 2011 projekt LightSail prešiel kritickou revíziou dizajnu, ktorú realizoval tím, ktorý zahŕňal veteránov projektu JPL Buda Schurmeiera, Glenna Cunninghama a Viktora Kerzhanoviča, ako aj Dave Beardena z Aerospace Corporation.[7] Pôvodné odhadované náklady na projekt LightSail boli 1,8 milióna USD, ktoré boli získané z členských príspevkov a súkromných zdrojov. Prototyp kozmickej lode LightSail 1 bol postavený v San Luis Obispo Stellar Exploration Incorporated[4] , integrácia a testovanie pred vypustením prebehli v spoločnosti Ecliptic Enterprises Corporation v Pasadene v Kalifornii.[8]

V marci 2016, The Planetary Society oznámila, že sa rozhodli použiť konvenciu o pomenovaní kozmickej lode s názvom programu nasledovaným sekvenčným číslom; Testovací let alebo LightSail-A sa stal LightSail 1 a druhá sonda sa teraz nazýva LightSail 2.[9]

Japonská sonda IKAROS vypustená v roku 2010, je prvou medziplanetárnou sondou na svete, ktorá používa solárnu plachtu ako hlavný pohon.[10]

Dizajn[upraviť | upraviť kód]

Pohon LightSail 2 je rozvinutá plachta a jej ťah je závislý iba od slnečného žiarenia. Solárne fotóny vyvíjajú na plachtu radiačný tlak, spôsobujúci malý stupeň zrýchlenia. Takže slnečná plachta bude poháňaná tlakom zo samotného slnečného svetla a nie z nabitých častíc slnečného vetra.[11] The Planetary Society očakáva, že sa dráha LightSail 2 zvýši až o kilometer za deň.[12] Za predpokladu dokonalej odrazivosti vyžaruje Slnko silu na plachtu LightSail 2.91x10⁻⁴ N. Výsledné zrýchlenie je 0,058 mm/s².[13] To je asi taká veľká sila ako kancelárska sponka na dlani.[12]


Štruktúra[upraviť | upraviť kód]

Modulárna konštrukcia LightSail 2 je založená na modulárnom 3U CubeSate [14]. Jeden modul CubeSat nesie kamery, senzory a riadiace systémy a ostatné dva moduly budú obsahovať solárne plachty a systém na ich rozvinutie.[15]

Sonda obsahuje štyri trojuholníkové plachty, ktoré sa spoja do obdĺžnikového tvaru. Plachty sú vyrobené z 4,5 μm fólie Mylar, reflexného polyesterového filmu.[12]

LightSail 1[upraviť | upraviť kód]

Predbežná technologická demonštračná kozmická sonda, LightSail 1 bola vypustená ako sekundárne užitočné zaťaženie na palube lietadla United Launch Alliance Atlas V v 15:05 UTC dňa 20. mája 2015 z Cape Canaveral Air Force Station na Floride.[2][16][17] Misia vyniesla satelit na obežnú dráhu, kde bol atmosférický odpor väčší ako sila vyvíjaná tlakom slnečného žiarenia.[18]

Dva dni po štarte však sonda utrpela softvérovú poruchu, ktorá spôsobila, že nemohla rozvinúť solárnu plachtu alebo komunikovať.[19] Dňa 31. mája 2015, The Planetary Society oznámila, že získali kontakt s LightSail 1.[20] Po otvorení solárnych panelov 3. júna 2015 sa 4. júna opäť stratila komunikácia s kozmickou loďou. V tomto prípade bolo podozrenie na poruchu systému batérií.[21] Kontakt bol obnovený 6. júna[22] a rozmiestnenie plachiet sa začalo 7. júna.[23] Na konferencii 10. júna 2015, po stiahnutí fotografií z rozvinutia, bol skúšobný let vyhlásený za úspešný.[24] Kozmická loď sa vrátila do atmosféry 14. júna 2015 a ukončila skúšobný let.[25][26]

LightSail 2[upraviť | upraviť kód]

LightSail 2 rozvinula slnečnú plachtu 23. júla 2019.
Orientácia plachty slnečnej plachetnice Lightsail 2[27], sily pôsobiace na plachtu a zvyšovanie obežnej dráhy.

LightSail 2 štartovala 25. júna 2019 ako sekundárny užitočný náklad vesmírneho testovacieho programu (STP-2) na rakete Falcon Heavy a bola vypustená v satelitnom nosiči Prox-1, na oveľa vyššiu obežnú dráhu ako LightSail 1 a to 720 km.[15][28] Predvedie riadenú solárnu plavbu na nízkej orbite Zeme. Riadením orientácie plachty vo vzťahu k Slnku sa letový tím pokúsi zdvihnúť obežnú dráhu a zvýšiť orbitálnu energiu po rozvinutí plachty.

7. júla 2019 vedci oznámili, že dostali prvé obrázky z LightSail 2.[29] Sonda rozvinula svoje slnečné plachty 23. júla 2019 okolo 18:47 UTC.[30]

Popis misie [31]
  • štart: T + 0
  • vypustenie satelitného nosiča Prox-1 z druhého stupňa raketa Falcon Heavy vo výške 720 km kruhová dráha: T + 100 minút
  • vypustenie LightSail 2 z dávkovača P-POD CubeSat nosiča Prox-1 cez veľkú pružinu: T + 7 dní
  • počiatočné skúšky na obežnej dráhe: prehliadka funkčnosti, rádiová komunikácia so štyrmi pozemnými stanicami, fotografické testovacie snímky; všetko so solárnymi panelmi, ktoré ešte nie sú plne otvorené
  • roztvorenie solárnych panelov / odklopenie odkladacích priestorov pre solárne plachty: T + 12 dní
  • 3-minútová sekvencia rozvinutia solárnej plachty: ~ T + 13 dní
  • operačné testovanie solárnej plachty - zvýšenie apogee a zníženie perigea LightSail 2 - bude trvať približne jeden mesiac
  • návrat do atmosféry Zeme spôsobený zníženým perigeom spôsobujúcim, že satelit sa stretne s dostatočne hustou atmosférou na ďalšie zníženie perigea a zánik v atmosfére

Pozri aj[upraviť | upraviť kód]

  • Japonská solárna plachta IKAROS, vypustená v máji 2010
  • NanoSail-D2, nástupca NanoSail-D, ktorý bol vypustený v novembri 2010
  • Asteroid Scout, slnečná plachta, plánované vypustenie v roku 2019
  • OKEANOS, veľký návrh japonskej solárnej plachty pre prieskum trójskych asteroidov Jupitera

Referencie[upraviť | upraviť kód]

  1. Signed, sealed but not delivered: LightSail 2 awaits ship date [online]. www.planetary.org, [cit. 2019-07-31]. Dostupné online. (po anglicky)
  2. a b LightSail [online]. www.planetary.org, [cit. 2019-07-31]. Dostupné online. (po anglicky)
  3. DAVIS, Jason. Meet LightSail 2, The Planetary Society's new solar sailing CubeSat. The Planetary Society, 1 March 2016. Dostupné online [cit. 2016-03-01].
  4. a b ANTCZAK, John. After letdown, solar-sail project rises again [online]. MSNBC, November 9, 2009. Dostupné online.
  5. Dennis Overbye. Setting Sail Into Space, Propelled by Sunshine. The New York Times, November 9, 2009. Dostupné online.
  6. SpaceX's Falcon 1 Falters For a Third Time. Space.com. Dostupné online [cit. 2017-03-29].
  7. LightSail 1 Passes Critical Design Review [online]. www.planetary.org, [cit. 2019-07-31]. Dostupné online. (po anglicky)
  8. LightSail 2 Integrated with Prox-1 Carrier Spacecraft. Jason Davis, The Planetary Society. 9 May 2019.
  9. Meet LightSail 2, The Planetary Society's new solar sailing CubeSat [online]. www.planetary.org, [cit. 2019-07-20]. Dostupné online. (po anglicky)
  10. Stephen Clark. H-2A Launch Report – Mission Status Center. Spaceflight Now, 20 May 2010. Dostupné online [cit. 2010-05-21].
  11. Planetary Society To Sail Again With LightSail. Space Travel blog, November 10, 2009. Dostupné online.
  12. a b c LightSail FAQs [online]. www.planetary.org, [cit. 2019-07-31]. Dostupné online. (po anglicky)
  13. 16.4: Momentum and Radiation Pressure [online]. Physics LibreTexts, 2016-11-01, [cit. 2019-07-10]. Dostupné online. (po anglicky)
  14. CubeSat [online]. CubeSat, [cit. 2019-07-20]. Dostupné online. (po anglicky)
  15. a b . Dostupné online.
  16. WALL, Mike. Tiny Solar Sail 'Cubesat' Launching with X-37B Space Plane on Wednesday. Space.com, 10 May 2015. Dostupné online [cit. 2015-05-20].
  17. LightSail Launch Delayed until at least May 20 [online]. www.planetary.org, [cit. 2019-07-31]. Dostupné online. (po anglicky)
  18. It's Official: LightSail Test Flight Scheduled for May 2015 [online]. www.planetary.org, [cit. 2019-07-31]. Dostupné online. (po anglicky)
  19. WALL, Mike. LightSail Solar Sail Test Flight Stalled by Software Glitch. Space.com, 27 May 2015. Dostupné online [cit. 2015-05-29].
  20. Bill Nye’s LightSail spacecraft is back in touch with Earth after rebooting itself. The Verge, 31 May 2015. Dostupné online [cit. 2015-05-31].
  21. LightSail Falls Silent; Battery Glitch Suspected [online]. www.planetary.org, [cit. 2019-07-31]. Dostupné online. (po anglicky)
  22. LightSail Drama Continues as Spacecraft Wakes for Second Time. The Planetary Society, 2015-06-06. Dostupné online [cit. 2015-06-06].
  23. Deployment! LightSail Boom Motor Whirrs to Life. 7 June 2015
  24. LightSail Test Mission Declared Success; First Image Complete. 9 June 2015.
  25. LightSail Solar Sail Ends Test Flight with Fall Back to Earth. Leonard David, Space.com. 18 June 2015.
  26. LightSail-A: Post-Sail Deployment Orbital Elements [online]. www.satobs.org, [cit. 2019-07-31]. Dostupné online.
  27. PLANTE, Barbara. LightSail 2 ADCS: From Simulation to Mission Readiness [online]. 24 Dec 2016, [cit. 2019-07-21]. Dostupné online.
  28. SpaceX completes most-challenging flight with Falcon Heavy’s STP-2 mission – NASASpaceFlight.com [online]. [Cit. 2019-07-31]. Dostupné online. (po anglicky)
  29. DAVIS, Jason. Here are the First Pictures of Earth from LightSail 2. The Planetary Society, 7 July 2019. Dostupné online [cit. 2019-07-07].
  30. LightSail 2 Successfully Deploys Solar Sail [online]. www.planetary.org, [cit. 2019-07-24]. Dostupné online. (po anglicky)
  31. What to Expect when LightSail 2 Launches into Space. Jason Davis, The Planetary Society. 17 June 2019.