Żagiel słoneczny wciąż unosi się nad Ziemią po dwóch latach

Prototypowy żagiel słoneczny LightSail 2 został zbudowany w celu przetestowania nowatorskich technik napędu kosmicznego. Sprawdzano, czy mógłby zasilić przyszłe misje do odległych miejsc naszego układu. Tymczasem żagiel wciąż unosi się w promieniach Słońca na orbicie okołoziemskiej – ponad dwa i pół roku po wystrzeleniu.

LightSail 2 to cubesat – satelita wielkości bochenka chleba, ale wyposażony w rozległy żagiel słoneczny o powierzchni około 32 metrów kwadratowych. Żagiel przechwytuje fotony docierające do niego ze Słońca, aby napędzać nimi cały statek kosmiczny, tak jak klasyczny żagiel okrętowy przechwytuje poruszające się powietrze, dzięki czemu może się poruszać naprzód.

LightSail 2 to prywatny projekt The Planetary Society, amerykańskiej organizacji non-profit zajmującej się m. in. edukacją kosmiczną. Ale wyniki eksperymentu już zainteresowały specjalistów z NASA. Przyszłe misje takie jak NEA Scout czy Solar Cruiser, mają również polegać na idei żagla słonecznego. NEA Scout, jeden z satelitarnych pasażerów zbliżającej się już misji NASA Artemis, wykorzysta technologię napędu słonecznego do opuszczenia orbity Księżyca, po czym spróbuje polecieć jeszcze dalej i odwiedzić jedną z planetoid NEO.

Satelita nie używa żagla słonecznego do podróżowania w odległe miejsca, a po prostu do utrzymywania się w pobliżu orbity ponad Ziemią. Obecnie statek kosmiczny krąży wokół nas na wysokości 687 kilometrów, gdzie szczątkowa atmosfera planety działa na niego, wywołując tarcie. Tarcie to w normalnych warunkach spowolniłoby satelitę i ściągnęło go z powrotem na Ziemię, ale moc żagla rekompensuje to. Statek kosmiczny początkowo zdołał nawet podnieść swoją orbitę, używając do tego jedynie żagla słonecznego. Teraz jednak powoli przegrywa już walkę z atmosferą, ale proces ten zachodzi znacznie wolniej niż miałoby to miejsce przy braku żagla. W ciągu ostatnich miesięcy były nawet momenty, gdy ciąg pokonywał opór atmosferyczny, nieznacznie znów podwyższając orbitę statku.

Misja o łącznej wartości 7 milionów dolarów, w dużej mierze finansowana przez darczyńców, rozpoczęta w 2019 roku, mogła wykorzystać bardzo spokojny okres w 11-letnim cyklu aktywności słonecznej, który jednak niedawno się zakończył. W ciągu ostatnich miesięcy na powierzchni Słońca utworzyło się więcej plam słonecznych, a potężne koronalne wyrzuty materii wystrzeliwały ogromne ilości naładowanych cząstek w przestrzeń kosmiczną. Cząstki te nierzadko docierają do Ziemi w postaci wiatru słonecznego, gdzie oddziałują z atmosferą, powodując między innymi jej niekorzystne zagęszczanie.

Aktywność słoneczna poniżej średniej utrzymywała górną atmosferę Ziemi cienką przez większą część misji, wytwarzając mniejszy opór na żaglu – wyjaśnia towarzystwo Planetary Society w oświadczeniu prasowym. To się ostatnio zmieniło, bo Słońce staje się bardziej aktywne i emituje większe rozbłyski słoneczne. Zespół LightSail 2 uważa, że ta aktywność powoduje teraz wyższe wskaźniki degradacji orbity niż te mierzone wcześniej podczas misji.

Podczas misji LightSail 2 uchwycił też kilka niesamowitych obrazów swojej ojczystej planety z pomocą dwóch kamer typu rybie oko, w tym migawkę przedstawiającą tropikalną burzę Mirinae, która zbliżyła się do wybrzeży Japonii podczas Olimpiady w Tokio w sierpniu tego roku. Zadaniem tych kamer jest jednak przede wszystkim monitorowanie stanu żagla słonecznego. Eksperci zauważyli już pewne oznaki świadczące o tym, że mógł on ulec zużyciu. Zgodnie z obliczeniami satelita powinien wciąż utrzymać się na orbicie jeszcze przez co najmniej kolejny rok.

Kamera 1 sondy LightSail 2 uchwyciła moment rozłożenia żagla słonecznego. Źródło: The Planetary Society.