Er bestaat een wijdverbreid idee in sciencefiction dat de sterren zelf onze avonturen tussen de sterren zouden kunnen aandrijven. In Star Wars: Aanval van de klonenvliegt Graaf Dooku weg op een Solar Sailer, terwijl de Star Trek-franchise al lang suggereert dat zonnezeilen de voorloper zijn van snellere, geavanceerdere ruimtereizen, zoals warpdrive. In een recente aflevering van Star Trek: lagere dekken‘Shades of Green’, wordt een zonnezeilrace gepresenteerd als een archaïsche manier waarop mensen zich door de kosmos kunnen verplaatsen. Tendi en anderen Orionen worden getest door te reizen in zeer oude zonnezeiltechnologie. Hoewel reizen sneller dan het licht een controversieel onderwerp is in harde wetenschappelijke kringen, is het idee van zonnezeilen veel concreter.
Maar kunnen zonnezeilen in het echte leven doen wat ze doen in science fiction? En zijn zonnezeilen de toekomst van post-orbitale ruimtevluchten? Omgekeerd nam contact op met Les Johnson van NASA om een idee te krijgen van wat feit en wat sciencefiction is als het gaat om zonnezeilen.
Ten eerste is de zonnezeiltechnologie momenteel heel reëel. Zoals Les Johnson vertelt Omgekeerd“Onder de juiste omstandigheden … kunnen zonnezeilen een ruimtevaartuig naar een hogere snelheid voortstuwen dan enig ander voortstuwingssysteem dat in hetzelfde volume is verpakt.”
Johnson is NASA's hoofdonderzoeker achter NASA's 'Solar Cruiser'-concept, waarvan Johnson aangeeft dat het in de nabije toekomst haalbaar is. Deze “juiste omstandigheden” vereisen echter dat een ruimteschip zich al buiten de baan van de aarde bevindt, en ergens anders. Zoals Johnson uitlegt, zouden de juiste omstandigheden voor een ruimtevaartuig op zonne-energie om vandaag de dag te kunnen opereren een “groot, ultradun en lichtgewicht zeil” met zich meebrengen op een “klein, niet te zwaar ruimtevaartuig, (allemaal) opererend binnen de baan van Mars.”
In tegenstelling tot raketbrandstof, die handig is om buiten de baan van de aarde te komen, is een zonnezeil een soort voortstuwing die efficiënt is als je eenmaal in de ruimte bent. Op deze manier is een ruimtevaartuig op zonne-energie enigszins analoog aan ruimteschepen in Star Trek; Over het algemeen worden schepen van het interplanetaire type in de ruimte gebouwd en gelanceerd. Maar Johnson denkt niet dat zonnezeilen zullen wijken voor warpaandrijving. In plaats daarvan zal de volgende generatie van die technologie, als zonnezeilen de toekomst van de ruimtevaart inluiden, een ander soort zeil zijn.
De zonnezeilrace is binnen Lagere dekken.
Grootste+
“Ja, in de 24e eeuw zullen zonnezeilen waarschijnlijk als antiek worden beschouwd”, zegt hij, wat blijkt uit de meeste afbeeldingen in Trek, waaronder Benedendekken, en de geliefde DS9 aflevering, “Ontdekkingsreizigers,” waarin Kapitein Sisko een oud Bajoran zonnezeilschip bouwt. Deze technologie heeft echter zijn beperkingen, maar Johnson zegt dat “de nakomelingen van zonnezeilen, laseraangedreven, lichte zeilen, waarschijnlijk niet achterhaald zullen zijn!”
Het idee hier is dat lasers in de toekomst het zonlicht kunnen vervangen dat wordt gebruikt om zonnezeilen aan te drijven. Johnson legt uit:
“Zonnezeilen ontlenen stuwkracht door zonlicht te reflecteren… Het licht van de zon is redelijk constant op een gegeven afstand, en neemt af naarmate je verder en verder weg beweegt. Als we maar de hoeveelheid licht die door het zeil weerkaatst konden vergroten om de prestaties ervan te verbeteren… wacht. Wij kunnen! Door gebruik te maken van krachtige lasers! Op een dag zullen, in plaats van zonlicht, vloten schepen door de ruimte worden voortgestuwd door lasers met extreem hoge energie in plaats van door de zon.”
Het is onwaarschijnlijk dat sciencefictionfranchises zoals Star Trek de warpaandrijving zullen verruilen voor laserzeilvloten van ruimteschepen, maar als ze dat ooit zouden doen, wijst Johnson erop dat het grootste probleem met zonnezeilen in alle sciencefiction, in het algemeen, de zonnezeilen zijn. zijn veel te klein. Onlangs 3 Lichaamsprobleem kreeg dit dichter bij de correctie in de laatste aflevering, waarin een vrij groot zeil een klein, klein ruimtevaartuig over ongelooflijke afstanden door de ruimte bewoog. En toch vermeldt Johnson dat de afmetingen van zeilen in sciencefiction-tv meestal veel te klein zijn. “De meeste van deze shows laten niet zien hoe realistisch het zeil zou moeten zijn om zulke grote schepen te kunnen vervoeren.”
In een van zijn presentaties voor NASA wijst Johnson erop dat slechts één deel van een echt zonnezeil 4.000 vierkante meter groot is, maar dat het, wanneer het volledig wordt ingezet, 17.000 vierkante meter zou zijn. Het origineel USS Enterprise is slechts ongeveer 300 meter lang, terwijl de grotere, Volgende generatie versie, de Enterprise-D is 2.000 voet lang. En in beide gevallen gebruiken deze schepen voortstuwingssystemen (warpaandrijving, impulsmotoren) die relatief klein zijn.
De zonnezeiler van Count Dooku komt binnen Aanval van de klonen.
Lucasfilm
In Lagere dekken en andere Trek-shows (evenals Star Wars) de zonnezeilen op de schepen zijn groot, maar niet groot genoeg. En, benadrukt Johnson, vaak hebben deze zeilen niet eens de juiste kleur. Hij merkt op dat de zonnezeiler van graaf Dooku binnenkomt Aanval van de klonen er zit heel veel zwart in. “Ik kan een zonnezeil ontwerpen dat twee keer zo goed presteert als het zonnezeil van graaf Dooku door de kleur te veranderen van zwart in zilver, zegt hij. “Een zwart zeil absorbeert het foton van licht, waardoor het een versnelling van één foton krijgt. Een reflecterend zeil levert twee keer zoveel versnelling, twee fotonen.”
Op dit moment, van Star Trek tot Star Wars, wordt het idee van zonnezeilen gecodeerd als eeuwenoude, verouderde ruimtevaart. Maar als de mensheid echt een toekomst tussen de sterren wil hebben, is het misschien een goed moment om te stoppen met het denken aan zonnezeilen als iets uit een toekomstige sciencefictionmythe, maar in plaats daarvan als een springplank naar de toekomst.
