Saules bura
Saules buras (vai gaismas buras, vai fotonu buras) ir ierosināta kosmosa kuģu piedziņas metode, izmantojot saules gaismas radīto radiācijas spiedienu. Vārds "bura" ir pēc analoģijas ar laivām, kas izmanto buras, lai kustībā izmantotu vēju. Pirmo reizi šo koncepciju 17. gadsimtā ierosināja Johannes Keplers. Viņam bija teorija, ka buras var pielāgot "debesu vējiem".
1865. gadā Džeimss Klērks Maksvels publicēja savu elektromagnētisko lauku un starojuma teoriju. Viņš pierādīja, ka gaisma (viens no elektromagnētiskā starojuma veidiem) var radīt spiedienu uz objektu. Šo spiedienu sauc par starojuma spiedienu. Tas deva pamatu Saules buru zinātniskajam pamatojumam. Saules starojums rada spiedienu uz buru atstarošanas un nelielas absorbētās daļas dēļ.
Saules spiediens iedarbojas uz kosmosā vai planētas orbītā esošiem kosmosa kuģiem. Piemēram, tipisku kosmosa kuģi, kas dodas uz Marsu, Saules spiediens pārvieto par tūkstošiem kilometru. Ietekme tiek prognozēta plānošanā. Tas tiek darīts jau kopš 1960. gadu pirmajiem starpplanētu kosmosa kuģiem. Saules spiediens ietekmē arī kuģa orientāciju, un šis faktors tiek iekļauts kosmosa kuģu projektēšanā.
Saules buru koncepcija vēlāk tika izmantota zinātniskajā fantastikā, piemēram, Žila Verna darbos.
Kā varētu izskatīties saules bura (ar nelielu kosmosa kuģi).
20x20 m testa buru
Teorija
Saules buru ideja ir izmantot Saules starojuma spiedienu, lai pārvietotu kosmosa kuģi, iespējams, izmantojot lielus spoguļus (lielas gaismu atstarojošas virsmas). Šīs metodes trūkums ir tas, ka radītā vilkme ir ļoti maza. Priekšrocība ir tā, ka nav vajadzīga degviela (kamēr vien ir gaisma). Tāpēc to uzskata par iespējamu nākotnes kosmosa kuģu variantu. Līdz šim eksperimentos ir izmantotas tikai nelielas testa versijas.
Piemēram, kopējais spēks, kas iedarbojas uz 800 x 800 metru lielu saules buru, ir aptuveni 5 ņūtoni (1,1 lbf) Zemes attālumā no Saules, kas to padara par zemas vilces dzinējspēka sistēmu, līdzīgu kosmosa kuģiem, ko darbina elektriskie dzinēji. Tā kā tā neizmanto degvielu, spēks darbojas gandrīz nepārtraukti. Kopējais efekts laika gaitā ir pietiekami liels, lai to varētu uzskatīt par kosmosa kuģu piedziņas veidu.
Vēsture
Pirmo reizi šo koncepciju 70. gados plānoja izmantot divi NASA Reaktīvo dzinēju laboratorijas Pasadenā, Kalifornijā, pētnieki Brūss Murejs un Luiss Frīdmens.
2010. gada 21. maijā Japānas Kosmosa izpētes aģentūra (JAXA) veiksmīgi palaida saules buru IKAROS (Interplanetary Kite-Craft Accelerated by Radiation of The Sun). Tā izmantoja saules buru kosmosā starp Zemi un Venēru. Tā bija pirmā veiksmīgā saules buru izmantošana.
2010. gadā NASA palaida saules buru kuģi NANOSEL-D2. Tas bija pirmais NASA saules buru kuģis, kas guva panākumus.
2019. gada 2. jūlijā Amerikas Savienotajās Valstīs bāzētā organizācija Planet Society palaida satelītu LightSail 2, kas ir izstrādāts, izmantojot saules buru tehnoloģiju. Vieglais satelīts tika palaists ar SpaceX raķeti Falcon Heavy no Kenedija kosmosa centra Floridā. Šī bija zema budžeta misija, ko finansēja 50 000 biedru ziedojumi. Kopējais budžets bija mazāks par 7 miljoniem ASV dolāru. 2019. gada jūlija beigās LightSail 2 atvēra savu saules buru. Tam bija nepieciešamas aptuveni 3 minūtes.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir saules bura?
A: Saules buras (vai gaismas buras, vai fotonu buras) ir ierosināta metode kosmosa kuģu piedziņai, izmantojot saules gaismas radīto radiācijas spiedienu.
Q: Kas pirmais ierosināja saules buru koncepciju?
A: Pirmo reizi šo koncepciju 17. gadsimtā ierosināja Johannes Keplers.
J: Ko publicēja Džeimss Klerks Maksvels, kas deva pamatu saules buru zinātniskajam pamatojumam?
A: Džeimss Klerks Maksvels publicēja savu elektromagnētisko lauku un starojuma teoriju, kurā parādīja, ka gaisma (viens no elektromagnētiskā starojuma veidiem) var radīt spiedienu uz objektu, ko sauc par starojuma spiedienu.
J: Kā saules spiediens iedarbojas uz kosmosa kuģi?
A: Saules spiediens iedarbojas uz kosmosā vai planētas orbītā esošiem kosmosa kuģiem, pārvietojot tos par tūkstošiem kilometru un ietekmējot to orientāciju.
J: Kad pirmo reizi šī ietekme tika ņemta vērā, plānojot starpplanētu misijas?
A: Tas ir darīts jau kopš 1960. gadu pirmajiem starpplanētu kosmosa kuģiem.
J: Kādos citos kontekstos ir izmantots saules buru jēdziens?
A: Saules buru koncepcija ir izmantota arī zinātniskajā fantastikā, piemēram, Žila Verna darbos.
