עפיפון בחלל מפרש סולארי

לקניית ערכת עפיפונים לבניה עצמית: עפיפונים לילדים להרכבה עצמית.

עפיפון מסוגל לעוף אך ורק באטמוספירה של כדור הארץ בגלל שיש שם אוויר וכמובן רוח. בחלל אין אפשרות להטיס עפיפונים בגלל שאין שם רוח. בכדור הארץ האוויר מכיל גזים שונים כמו חמצן, פחמן דו חמצני וחנקן המאפשרים את הריחוף.

הגובה המירבי ביותר שאי פעם הצליחו להגיע אליו עם עפיפון בלבד הוא 4879.54 מטרים. זה התרחש בשנת 2014 במדינת אוסטריה על ידי אדם שנקרא רוברט מור. עם ציוד מקצועי יותר הצליחו להתקרב ל 10 מטרים גובה, זה נעשה על ידי תחנת מזג אוויר בגרמניה בשנת 1919.

ולכן בגלל שהאטמוספרה של כדור הארץ מסתיימת רק לאחר 100 קילומטרים, אף אחד לא הצליח להטיס עפיפון אל החלל בעודו עומד על אדמת כדור הארץ.

סוכנויות חלל מכל העולם מנסות לשגר עפיפונים לחלל כדי לבצע שם מחקרים. חומרי הגלם שלהם לא יכולים להיות נייר, עץ וחוט פשוט כי הם יתבלו מאוד מהר בגלל טמפרטורה גבוה, קרינה והתקלות בעצמים שונים כמו שברי סלעים. ובכל אופן הכלי לא יוכל לעוף אלא לרחף בקו ישר לנצח עד שהוא יתקל במשהו.

אחת השיטות הפופולאריות להמצאה ובנייה של כלי חלל היא שימוש במפרשים שדומים לעפיפון. בעקרון זהו פאנל סולרי שמשתמש באנרגיית השמש כדי לייצר חשמל וכך הוא מניע את עצמו לכיוונים הרצויים. יש לו מנוע קטן מאחור וגם יכולת שליטה בכנפיים. הם טסים במסלול מעגלי מסביב לכדור הארץ וקולטים את הקרינה של השמש. לאחר זמן מה זה יוצר לחץ על המפרש והוא מצליח להתרומם בהדרגה גבוה יותר.

כלי תעופה אלו הם יחסית עדינים וקלים. גודל המפרש מגיע לכמה עשרות מטרים והוא עשוי מחומר שנקרא "מיילר" שעמיד בטמפרטורות גבוהות.

האור של השמש עשוי מחלקיקים קטנים שנקראים "פוטונים". אין להם משקל אבל הם נעים בחלל ויש להם מומנטום. כאשר חלקיקים אלו מתנגשים במפרש שמתפקד כמו מראה הם חוזרים בחזרה על עקבותיהם. אבל האנרגיה שלהם מועברות לעפיפון ובגלל שעל פי החוק הפיזיקלי שטוען שאנרגיה לעולם אינה הולכת לאיבוד אלא רק משנה צורה, העפיפון מתחיל לנוע. כך הם למעשה דוחפים אותו לכיוון מסוים.

כאשר משגרים כלי תעופה לחלל צריך להשתמש בהרבה דלק לא רק כדי להוציאם מחוץ לאטמוספירה אלא גם כדי לתת להם איזשהו כוח של תנועה בחלל שבדרך כלל נחלש לאורך המסלול. שימוש בדלק ומשגרי טילים הוא לרוב יקר מאוד ואילו בטכנולוגיה זו ניתן לחסוך את העלות. כמו כן העפיפונים הם קלי משקל והרבה יותר קל להוציאם משטח כדור הארץ ולהתנגד לכוח הכבידה.

ברמה התיאורטית וגם המעשית ככל שהשמש ממשיכה לייצר אור, כלי התעופה הללו יוכלו להמשיך ולפעול בחלל לנצח או עד שתהיה בהם תקלה טכנית כלשהי.

ככל שהמפרש גדול יותר כך הוא יכול לנוע מהר יותר כי כך הוא תופס יותר חלקיקי אור שמאיצים אותו. כמו כן אם המסלול נמצא קרוב לשמש אז העוצמה של הפוטונים חזקה יותר וכך ניתן להאיץ במהירות רבה יותר. ולכן קצת הטיסה תלוי גם במרחק מהשמש ועד כמה הוא חשוף ישירות לקרינה שלה.

בעתיד ישתמשו בכלים אלו כדי לחקור כוכבים רחוקים, אך היום הם משמשים בתור לוויינים וגם מבצעים איתם מחקרים שונים על כדור הארץ והחלל. כבר במאה ה 17 בתקופתו של גלילאו גליליי נוצרו תיאוריות על מפרשים שמסוגלים לרחף מחוץ לתחומי כדור הארץ, אך רק בתחילת שנות ה 2000 מדענים החלו לעבוד ברצינות על פרויקטים כאלו.

עפיפון > עפיפון בחלל – מפרש סולארי