مترجم: زهرا هدایت منش
منبع:راسخون
 


در ،1977 دانشمندان آزمایشگاه پیشرانش جت، پروژة 4 میلیون دلاری طراحی یک بادبان خورشیدی که تاریخ پرتاب آن اوایل 1981فرض شده بود آغاز کردند. آن ها همچنین تکمیل پیشرانش یونی- الکتریکی را نیز ادامه دادند و رقابت مستقیم این دو طرح آغاز شد. طرح اولیه‌ی بادبان، صفحه‌ای به مساحت 800 مترمربع بود مهندسان ناسا ،پره‌های کوچکی را در لبة بادبان در نظر گرفته بودند تا به کمک آن‌ها بتوان فضاپیما را در فضا تغییر جهت داد. طرح ناسا این بود که بادبان از پلاستیک سبکی به نام کاپتون با روکشی از آلومینیوم براق ساخته شود کاپتون از محصولات شرکت مشهور دوپنت است که در عایقسازی ابزارهای نیمه‌رسانا به کار می‌رود. وقتی‌که ناسا طرح بادبان را به‌دقت بررسی کرد مسایل مختلفی سر برآوردند. بادبان بدان بزرگی و بدان ظرافت را چگونه باید در محفظه‌ی بار شاتل جا می‌دادند؟ و اگر این مشکل حل می‌شد و بادبان به‌خوبی بسته‌بندی می‌شد چگونه باید آن را بدون آسیب در فضا باز می‌کردند و به شکل دلخواه درمی‌آوردند؟ راه حلی که یافته شد این بود که بادبان را به 12 صفحه تقسیم کنند و هر صفحه را بر روی یک تیغه نصب کنند، حاصل این طرح که هلیو ژیرو نام گرفت چیزی شبیه به هلی کوپتر بود برای هر تیغه 10 متر عرض و 7 کیلومتر طول درنظرگرفته شد. در میان 12 مساله ی مربوط به بادبان خورشیدی ،که تا حدود زیادی حل‌شدنی بودند، مساله ی تیغه‌ها به مانعی بزرگ و تقریبا لاینحل تبدیل شد. از سوی دیگر کنترل هلیوژیرویی ها با تیغه‌های کوچک، ممکن نبود .گرچه بادبانهای خورشیدی برای ملاقات با دنباله دار هالی مناسب می‌نمودند، اما ناسا در سپتامبر 1977 این طرح ها را کنار گذاشت و تلاش خود را صرف تکمیل سیستم پیشرانش یونی ـ الکتریکی کرد. اما طولی نکشید که این طرح نیز دنبال نشد. با وجود این، مجموعه ی تلاش‌ها برای ملاقات دنباله دار هالی نشان داد که نباید از سیستم پیشرانش بادبان خورشیدی ناامید شد. هدف متخصصان این بود که راهی برای فرستادن ابزارهای علمی به مناطق مختلف منظومة شمسی پیدا کنند. نظریة بادبان‌های خورشیدی حاکی از آن بود که در ماموریت برای ملاقات هالی، بادبان می‌تواند 42 تن بار را در مدت کمتر از 4 سال به عطارد ببرد، فضاپیماهای رایج مجبورند مقدار زیادی سوخت با خود ببرند، ولی بادبان‌ها به جای سوخت می توانند محفظة بار خود را از ابزارهای علمی پرکنند و آن ها را به زمین بازگردانند. بعد از هر ماموریت می توان بادبان خورشیدی را به زمین هدایت کرد. بادبان‌های خورشیدی هم چنین می توانند به مدارهایی دست یابند که رسیدن به آن مدارها برای فضاپیماهای معمولی دشوار است. برای مثال، بادبان‌ها قادرند که ابزارهای علمی را به خارج از صفحه ی دایره البروج حمل کنند. مدار گردش سیارات به دور خورشید در صفحه ی دایره البروج است تاکنون موشک یا سوخت شیمیایی طراحی نشده است که بتواند توان کافی تولید کند و فضاپیما را مستقیما به بیرون دایره البروج ببرد. طراحان می بایست تعادلی بین اندازه ی بادبان و جرم آن ایجاد می کردند و نیز نحوة جهت گیری بادبان را چنان طرح می کردند که فشار باد خورشیدی بتواند فضاپیما را به بیرون دایره البروج براند. فضاپیمای اولیس که سازمان فضایی اروپا (اسا) و ناسا آن را برای رصد قطبین خورشید طراحی و پرتاب کردند نشانگر مشکلات فضاپیماهای معمولی برای خروج از صفحة دایره البروج بود. اولیس برای اینکه بتواند از صفحة دایره البروج خارج شود و عمود برآن از روی قطبین خورشید بگذرد، نخست به طرف سیارة مشتری رفت. پیمودن این سفر دورودراز به خاطر این بود که میدان گرانشی قدرتمند مشتری مسیر اولیس را چنان تغییر دهد که بتواند از صفحة دایره البروج خارج شود. بسیاری از کاربردهای پیچیده ی دیگر مستلزم آن است که با بادبان‌های پیشرفته تری ازمواد بسیار سبک ساخته شود، ماده ای بادبان های ملاقات کنندة هالی در نظرگرفته شده بود پلاستیک نسبتا ضخیمی با روکش آلومینیوم براق بود. اگر بتوان بادبان را در شرایط بی وزنی در فضا ساخت، مثلا در ایستگاه فضایی، دیگر نیازی به پلاستیک نیست تا روکش آلومینیومی را نگه دارد .لایة نازک فلزی به تنهایی کافیست تا به صورت بادبان درآید و فضاپیما را با خود حمل کند .گرچه طرح بادبان خورشیدی در 1977 کنار گذاشته شد ولی علاقه مندی به آن از میان نرفت. در 1979 بسیاری از مهندسان آزمایشگاه پیشرانش جت که درباره ی بادبان تحقیق می کردند بنیاد فضایی جهانی را برای تکمیل بادبان‌های خورشیدی تاسیس کردند تا این طرح را به طور خصوصی تحقق بخشند. آن ها یک بادبان کوچک 30 مایل مربعی طراحی کرده اند و اکنون مدلی به اندازة 30/1 اندازه ی واقعی فضاپیما ساخته اند تا مکانیسم آن را آزمایش کنند در 1981، گروهی از دانشمندان فرانسوی از سازمان ملی فضانوردی فرانسه کلوپی را تشکیل دادند و مسابقه ای برای طراحی یک بادبان خورشیدی برای سفر از زمین به ماه ترتیب دادند این مسابقه، نظر دانشمندان ژاپنی را به خود جلب کرد و آن ها در 1985 اتحادیۀ بادبان خورشیدی ژاپن را تاسیس کردند. این گروه یک بادبان 70 مترمربعی را طراحی کردند و فیلمی را به نمایش درآوردند که درآن سفر سفینه ای سرنشین دار به ماه در قرن آینده تصویر شده بود. این فیلم باعث شد که افکارعمومی نیز با آن‌ها دم ساز شود. فرانسوی‌ها و ژاپنی‌ها امیدوارند که فضاپیماهای بادبانی آن ها در 1992 با چهر موشک آریان پرتاب شود. در سال 1992 احتمالا شاهد مسابقۀ سفر به مریخ به یادبود پانصدمین سالگرد سفر کریستف کلمب به دنیای جدید باشیم. این مسابقه از بخش‌های جالب توجه کمیتة برگزاری جشن یادبود کریستف کلمب در آمریکا خواهدبود. هر داوطلب باید لوحه ای به وزن یک کیلوگرم تا مریخ بفرستد برندة مسابقه بادبانی است که زودتر از همه از فاصلة 10000 کیلومتری مریخ بگذرد. سازمان دهندة این مسابقه می گوید که کشورهای داوطلب باید از سه قاره باشند: از اروپا به خاطر آنکه سفر کلمب از آن جا آغاز شد، از آمریکا، به خاطرآنکه سفر در آن جا به پایان رسید، واز آسیا به خاطر آنکه کلمب فکر می کرد به سوی آسیا در حرکت است. دانشگاه جان هاپکینز از آمریکا بادبانی از 480 قطعه به شکل گل آفتابگردان طراحی کرده است. این بادبان به مطالعة سیارک‌ها خواهد پرداخت و همچنین نور خورشید را به بخش‌های تاریک سیارک‌ها خواهد تاباند. طراحان این بادبان می گویند که اخترشناسان آماتور می توانند از بادبان در میان ستارگان عکسبرداری کنند. انستیتو تحقیقاتی ماساچوست (MIT) هلیوژیرویی به قطر170 متر با 8 تیغه و جرم 20 کیلوگرم طراحی کرده است. متخصصان ام آی تی می گویند که وزن این بادبان ها آن قدر کم است که می توان آن را با موشک پگاسوس پرتاب کرد. موشک پگاسوس نوعی موشک است که از هواپیماهای B-52 پرتاب می شود و می تواند ماهواره های کوچک را در مدار قرار دهد. پرتاب بادبان با موشک پگاسوس هزینه ها را نیز کاهش خواهد داد. در انگلستان طرحی ارائه شده است که احتمالا وارد مسابقه خواهد شد. این طرح، یک بادبان دایروی به قطر 276 متر است که مانند آکاردیون جمع می شود و دریک لوله ی 4 متری قرار می گیرد. طراح این بادبان می گوید که پرواز به مریخ با این بادبان کمتر از یک سال طول خواهد کشید. آیندة بادبانهای خورشیدی روشن است.