گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
دانشمندان موفق به شبیه سازی سفر به مریخ در 26 روز به کمک بادبانهای خورشیدی شده‌اند. آیا رویای بشر برای سفر به سیارات دیگر محقق می‌شود؟
سفر به سیارات منظومه شمسی آرزوی دیرینه فضانوردان است؛ ولی متاسفانه بنا به دلایلی مشخص فعلا امکان‌پذیر نیست. مریخ یکی از گزینه‌های جذاب ناسا برای فرود فضانوردان در آینده‌ای نزدیک است، اما این‌که انسان‌ها بخواهند به سیر و سفر در این سیاره سرخ بپردازند، معادله‌ای است که همچنان حل نشده باقی مانده!
سفر به مریخ در 26 روز امکان پذیر است؟
به‌تازگی گروهی از پژوهشگران پتانسیل آئروگرافیت را برای به حرکت درآوردن بادبانهای خورشیدی مورد آزمایش و بررسی قرار داده‌اند. آئروگرافیت نوعی فوم سنتتیک است که از شبکه‌های کربن لوله‌ای متخلخل و درهم تنیده تشکیل شده و سبک‌ترین ماده جهان نامیده می‌شود. هم‌اینک دانشمندان امیدوارند بتوانند با این ماده سبک، به مریخ و فراتر از آن سفر کنند.
ایده جذاب بادبانهای خورشیدی نخستین بار به‌واسطه مأموریت Light Sail 2 مطرح و عملی شد. در این مأموریت مدار کوچک CubeSat با استفاده از نیروی محرکه فوتون‌ها یا همان پرتوهای خورشیدی به اندازه 1.9 مایل (3.2 کیلومتر) بالاتر رفت. دانشمندان در مطالعه‌ای جدید، جزئیات چگونگی شبیه سازی سفر به سیاره سرخ و فضای میان ستاره‌ای را به کمک بادبانهای خورشیدی آئروگرافیتی نشان دادند.
مأموریت بادبانهای خورشیدی میان سیاره‌ای و بین ستاره‌ای
محققان موفق به شبیه‌سازی سرعت بادبانهای خورشیدی با استفاده از ماده آئروگرافیت شده و فضاپیمای مجهز به این بادبان را با جرم 2.2 پوند یا یک کیلوگرم و سطح مقطع 104 متر مربع مدل‌سازی کردند. آنها همچنین توانستند سرعت رسیدن بادبانهای خورشیدی به هلیوپاز یا مرز محیط میان سیاره‌ای و فضای بین ستاره‌ای را اندازه‌گیری کنند؛ در این نقطه دیگر چیزی به نام باد خورشیدی وجود ندارد و احساس نمی‌شود.
دانشمندان دو مسیر متفاوت از زمین شبیه‌سازی کردند که معروف به روش‌های انتقال مستقیم به بیرون و انتقال درونی شده‌اند. روش انتقال مستقیم به بیرون برای سفر به مریخ و هلیوپاز شامل استقرار و خروج بادبان خورشیدی از مدار قطبی به دور زمین بود. همچنین برای سفر به روش انتقال درونی، فضاپیمای حامل بادبان خورشیدی به‌کمک یک موشک سنتی به مکانی با مختصات 0.6 واحد نجومی از خورشید پرواز می‌کند و سپس بادبان خورشیدی استقرار می‌یابد و سفر به سیاره سرخ و هلیوپاز آغاز می‌شود.
طبق تحقیقات دانشمندان در روش انتقال مستقیم به بیرون، فضاپیمای حامل بادبان خورشیدی طی بازه زمانی 26 روزه می‌تواند به مریخ برسد. همچنین فضاپیمایی که به روش انتقال درونی سفر می‌کند به 126 روز زمان نیاز دارد تا ماجراجویی خودش را تمام کند. البته 103 روز از این زمان صرف رسیدن موشک به ناحیه مد نظر می‌شود.
برای این‌که سفینه فضایی بتواند با روش انتقال درونی به هلیوپاز برسد، حدودا 5.3 سال زمان لازم است؛ در حالی که با کمک روش انتقال مستقیم به بیرون مدت‌زمان سفر کاهش یافته و به 4.2 سال خواهد رسید. در روش انتقال مستقیم به بیرون حدود 103 روز زمان نیاز است تا فضاپیما به نقطه استقرار برسد؛ ولی از آنجایی که بادبان خورشیدی طی 300 روز به حداکثر سرعت خود می‌رسد زودتر به هلیوسفر خواهد رسید.
قایقرانی در نور خورشید
علت این‌که بادبانهای خورشیدی شبیه‌سازی شده دانشمندان می‌توانند به چنین نقاط دوردستی سفر کنند، ماده آئروگرافیت است. همان‌طور که ملاحظه کردید سرعت سفر میان سیاره‌ای و بین ستاره‌ای در مدل‌سازی‌های دانشمندان بسیار زیاد بود و مهم‌ترین دلیل چنین سرعتی، ماده سبک مذکور است. محقق ارشد این مطالعه، جولیوس کارلپ که در دانشگاه فناوری درسدن به‌عنوان دستیار پژوهشی مشغول است می‌گوید:
آئروگرافیت با چگالی اندک خود که همان 0.18 کیلوگرم بر متر مکعب است می‌تواند بادبان خورشیدی را به حرکت درآورد. به‌عنوان مثال در مقایسه با مایلار که نوعی فویل پلی‌استر متالیز شده است، چگالی آئروگرافیت چهار مرتبه کوچک‌تر خواهد بود. نه‌تنها این ماده مزیتی به‌نام شتاب و سرعت بالا دارد، بلکه نمی‌توان از خواص مکانیکی شگفت‌انگیز آن چشم‌پوشی کرد.
البته باید خاطرنشان کرد که با وجود سرعت فراتر از تصور بادبانهای خورشیدی به‌کمک آئروگرافیت، فضاپیماها قادر به حمل محموله‌های بسیار کوچک به سیاره سرخ یا محیط میان ستاره‌ای هستند. به‌عنوان مثال ظرف 20 سال آینده مأموریت Breakthrough Starshot قصد دارد دوربین بسیار سبکی را به منظومه ستاره‌ای ما یعنی آلفا قنطورس ارسال کند. یکی دیگر از نویسندگان این مطالعه دکتر رنه هلر، اخترفیزیکدان موسسه تحقیقاتی ماکس پلانک گفته:
نیروی محرکه یا پیش رانش بادبان خورشیدی می‌تواند با سرعت بالایی محموله‌های زیر یک کیلوگرم را به سراسر منظومه شمسی ارسال کند. این حجم از محموله‌رسانی در مقایسه با پیشرانه‌های شیمیایی معمولی که می‌توانند صدها تن محموله را به مدار زمین بیاورند و حتی قسمت بزرگی از آن را به ماه، مریخ و فراتر از آن ارسال کنند، مضحک و کوچک به‌نظر می‌رسد؛ اما آنچه بادبان خورشیدی را ارزشمند می‌کند، سرعت آن خواهد بود.
از آنجایی که بادبانهای خورشیدی در تئوری با موفقیت کار می‌کنند، انجمن سیاره‌ای با ناسا و سایر سازمان‌های مربوطه در آینده همکاری خواهد کرد. ناسا امیدوار است بتواند مأموریت رزمناو خورشیدی‌اش را در فوریه سال 2025 به فضا پرتاب کند. در این مأموریت قرار است خورشید مورد مطالعه قرار بگیرد.