Layar surya difraksi inovatif yang didanai NASA dapat membawa sains ke tujuan baru yang menarik

Kapan[{” attribute=””>NASA’s exploration continues to push boundaries, a new solar sail concept has been selected by the agency for development toward a demonstration mission that could carry science to new destinations.

The Diffractive Solar Sailing project was selected for Phase III study under the NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) program. Phase III aims to strategically transition NIAC concepts with the greatest potential impact for NASA, other government agencies, or commercial partners.

“As we venture farther out into the cosmos than ever before, we’ll need innovative, cutting-edge technologies to drive our missions,” said NASA Administrator Bill Nelson. “The NASA Innovative Advanced Concepts program helps to unlock visionary ideas – like novel solar sails – and bring them closer to reality.”

Just like a sailboat using wind to cross the ocean, solar sails use the pressure exerted by sunlight to propel a craft through space. Existing reflective solar sail designs are usually very large and very thin, and they are limited by the direction of the sunlight, forcing tradeoffs between power and navigation. Diffractive lightsails would use small gratings embedded in thin films to take advantage of a property of light called diffraction, which causes light to spread out when it passes through a narrow opening. This would enable the spacecraft to make more efficient use of sunlight without sacrificing maneuverability.

“Exploring the universe means we need new instruments, new ideas, and new ways of going places,” said Jim Reuter, associate administrator for NASA’s Space Technology Mission Directorate (STMD) at NASA Headquarters in Washington. “Our goal is to invest in those technologies throughout their lifecycle to support a robust ecosystem of innovation.”

Dari eksplorasi ruang angkasa oleh manusia hingga propulsi dan robotika canggih, NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) bertujuan untuk mengubah kemungkinan dengan mendukung penelitian teknologi ruang angkasa tahap awal yang dapat mengubah masa depan secara radikal. Kredit foto: NASA

Penghargaan NIAC Tahap III yang baru akan memberi tim peneliti $ 2 juta selama dua tahun untuk melanjutkan pengembangan teknologi dalam persiapan untuk misi demonstrasi potensial di masa depan. Proyek ini dipimpin oleh Amber Dubill dari Laboratorium Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins di Laurel, Maryland.

“NIAC memungkinkan kami untuk mengembangkan beberapa konsep teknologi paling kreatif di ruang angkasa,” kata Mike LaPointe, wakil manajer program untuk program NIAC di Markas Besar NASA. “Tujuan kami adalah untuk mengubah apa yang mungkin, dan pelayaran surya difraksi berjanji untuk melakukan hal itu untuk berbagai aplikasi misi baru yang menarik.”

Layar cahaya difraksi akan memperluas kemampuan layar surya melampaui apa yang mungkin dilakukan dengan misi yang sedang dikembangkan saat ini. Proyek ini dipimpin oleh Amber Dubill dari Laboratorium Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins di Laurel, Maryland. Kelayakan konsep tersebut sebelumnya telah didemonstrasikan selama Penghargaan NIAC Tahap I dan Tahap II, yang dipimpin oleh Dr. Grover Swartzlander dari Institut Teknologi Rochester di New York, yang tetap menjadi penyelidik bersama dalam proyek tersebut. Les Johnson, direktur dua misi layar surya NASA yang akan datang di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall NASA di Huntsville, Alabama, juga merupakan penyelidik bersama. Untuk penghargaan sebelumnya, tim merancang, membuat, dan menguji berbagai jenis bahan layar difraksi; percobaan yang dilakukan; dan merancang skema navigasi dan kontrol baru untuk misi layar cahaya difraksi potensial yang mengorbit kutub Matahari.

Pekerjaan Tahap III akan mengoptimalkan material layar dan melakukan pengujian darat untuk mendukung misi surya konseptual ini. Orbit yang melewati kutub utara dan selatan matahari sulit dicapai dengan sistem propulsi pesawat ruang angkasa konvensional. Layar cahaya difraksi ringan, yang ditenagai oleh tekanan konstan sinar matahari, dapat meluncurkan konstelasi pesawat ruang angkasa sains ke orbit di sekitar kutub Matahari, memperluas pemahaman kita tentang Matahari dan meningkatkan kemampuan prakiraan cuaca luar angkasa kita.

“Layar peneduh difraksi adalah pandangan modern dari visi layar ringan yang sudah berusia puluhan tahun. Sementara teknologi ini dapat meningkatkan berbagai arsitektur misi, ia siap untuk memberikan dampak besar pada kebutuhan komunitas heliofisika akan kemampuan pengamatan matahari yang unik, “kata Dubill. “Dengan keahlian gabungan tim kami dalam optik, kedirgantaraan, layar surya tradisional, dan metamaterial, kami berharap memungkinkan para ilmuwan untuk melihat matahari tidak seperti sebelumnya.”

NIAC mendukung ide-ide penelitian visioner melalui beberapa yang progresif fase studi. NASA mengumumkan 17 Fase I dan Fase II pilihan saran pada Februari 2022. NIAC didanai oleh STMD NASA, yang bertanggung jawab untuk mengembangkan teknologi dan kemampuan baru yang dibutuhkan badan tersebut untuk memenuhi misinya saat ini dan di masa depan.