Mokslo ir technologijų pasaulis

Ankstyvieji keliautojai pasinaudodami didelėmis medžiagų burėmis ant laivo stiebų stengėsi įkinkyti vėją kelionėms per vandenynus. Šiais laikais kosmoso tyrinėtojai siekia panaudoti bures kelionėms Saulės sistemoje ir netgi už jos ribų.

Šios burės yra daromos iš itin plonų plastiko dalių, kurios naudos ne jūrininkams įprastą vėją, bet Saulės vėjo sukeliamą slėgį. Kai šviesos dalėlės (fotonai) atšoka nuo jas atspindinčio paviršiaus, jos tuo pačiu sukuria slėgį. Pirmasis fotonų sukuriamą slėgį įrodė škotų fizikas Džeimsas Maxwellas (James Maxwell) 7-ame dešimtmetyje.

Kad Saulės vėjo slėgį kosmoso kelionėse galima panaudoti praktiškai, pasauliui tai nesenai priminė japonai – šių metų gegužės mėnesį Japonijos Kosmoso tyrinėjimų agentūra sėkmingai paleido „IKAROS“ — pirmąjį kosminį aparatą, kuris naudoja saulės bures. Zondas „IKAROS“ liepos mėnesį baigė išskleisti savo bures ir pradėjo kelionę į Venerą.

Antrajame tarptautiniame susitikime apie Saulės burių panaudojimą ekspertai priėjo vieningos nuomonės, jog „saulės burės yra būtinos kosmosą tyrinėjantiems zondams“. Jie taip pat skatina šios technologijos vystymą ir tolesnius tyrimus. „Tai yra vienintelė technologija, leidžianti žmonėms nukeliauti į kitas žvaigždes“, - sakė Luisas Friedmanas, Planetary Society vadovas.

Palydovai su saulės burėmis galėtų būti naudojami Žemės arba Saulės audrų stebėjimui. Jie taip pat galėtų būti naudojami norint pakeisti kitų Žemės palydovų orbitas. Tai ypač aktualu, kuomet vis daugiau atsiranda kosmoso šiukšlių. Tačiau tikrasis potencialas gali būti dar didesnis: ekspertai mano, kad kosminiai zondai su saulės burėmis yra geriausias variantas siekiant ištyrinėti Saulės sistemą ir galbūt kada nors kitas žvaigždes. Tai yra grindžiama tuo, kad skirtingai negu raketos, tokiems aparatams nereikia jokio kuro ir jie keliauja tol, kol juos pasiekia šviesa. Nereiktų pamiršti ir fakto, jog su saulės burėmis galima įgyti didesnį greitį nei su įprastais varikliais.

Tiesa, norint pasiekti didelį greitį reikia didelį plotą užimančių saulės burių. Pavyzdžiui, Cosmos-1 prototipo, kuris nepasiekė orbitos dėl raketos gedimo, burės buvo 600 kvadratinių metrų (lygus pusantros krepšinio aikštės plotui).

Mokslininkai paskaičiavo, jog per 3 metus erdvėlaivis su saulės burėmis galėtų pasiekti 240 000 km/h greitį. Tokiu greičiu Plutoną būtų pasiekiamas greičiau nei per 5 metus. Tokį atstumą dabartinis NASA zondas Voyager įveikė per daugiau nei 12 metų.

Tačiau keliaujant toliau už Jupiterio orbitos, Saulės slėgis silpnėja tiek, kad jo sunkiai pakaktų zondams su saulės burėmis. Šią problemą būtų galima išspręsti lazeriu, maitinamu saulės energija ir galinčiu nukreipti koncentruotą šviesos spindulį į tolstantį erdvėlaivį. Toks lazeris galėtų skrieti Saulės sistemos vidurio orbita. Žinoma, kol kas tai tik idėjos, tačiau yra nemažai ir praktinių tyrimų šia kryptimi.

Pirmasis NASA prototipas su saulės burėmis buvo 8-ame dešimtmetyje paleistas Mariner 10, kuris keliavo link Veneros ir Merkurijaus. Tarp 2001-2005 NASA sukūrė dvi 20 metrų bures, kurios buvo sėkmingai išbandytos vakuume. Tačiau dėl finansavimo trūkumo projektai buvo nutraukti ir šios burės niekad nebuvo panaudotos kelionei. Nors finansavimas šiems projektams strigo, saulės burių idėja iki šiol nėra atmetama, nors prieš akis – daugybė neišspręstų problemų. Kol kas pagrindinis iššūkis NASA inžinieriams yra saulės burių masė. Kuo jų masė mažesnė, tuo daugiau greičio galima įgyti iš Saulės slėgio, tačiau tuo pačiu mažėja burių fizinis atsparumas.

Vis dėl to, NASA mokslininkai ir toliau ketina vystyti saulės burių technologiją – bent jau tiek, kiek tai leis finansavimas. Tuo labiau, jog šiuo metu tai yra viena iš perspektyviausių technologijų, galinčių užtikrinti keliones bent jau po Saulės sistemos vidų. O išradingai sukoncentravus šviesos spindulius – ir į tolimiausius Saulės sistemos pakraščius.