Program NIAC od agentury NASA se v mnoha ohledech vymyká běžným standardům, na které jsme u kosmických agentur zvyklí. Jeho úkolem je podporovat teoretické návrhy, které jsou zatím velmi daleko od možnosti praktického uplatnění, ale skrývají v sobě značný potenciál do budoucna. Často vypadají, jako kdyby vystoupily ze sci-fi příběhů a možná právě proto jsou tak populární. Dávají nám možnost přičichnout k tomu, jak možná bude vypadat budoucnost. Dnes si představíme další návrh, který NASA prostřednictvím programu NIAC podpořila.
Stuhová plachta je proužek tenkého filmu s difrakční mřížkou, který funguje tak, že se na obou stranách ruší složky tlaku fotonů normální k povrchu (vznikající z dopadajícího, odraženého a lomeného světla). k tomu dochází, když je pruh rovný a správně zorientovaný s náklonem od směru osvícení. Poté se vektor tahu zarovná se stuhou a pohání ji vpřed. Pokud je zadní část omezena setrvačností nákladu, pak se podél pásu vytváří napětí, které táhne náklad.
Vzhledem k tomu, že provozní stav je ze své podstaty stabilní, není potřeba žádná konstrukční podpora a stuha sama přenáší tah na užitečný náklad. Plachta se řídí změnou orientace z jednoho rovnovážného stavu do druhého pomocí řídicích prvků, např. na předním konci. Skladování je také zjednodušené: lineární, tenká a jednotná struktura umožňuje jednoduché způsoby skladování, jako je balení do tvaru cikcak nebo srolování. V důsledku toho mohou být mezery při skladování zanedbatelné, což umožňuje balíku přiblížit se jinak nedosažitelnému teoretickému limitu čistého objemu fólie.
Osvobozen od strukturálních nákladů a složitostí, které výrazně omezují převládající přístup k konstrukci solárních plachet, se výkon páskového pohonu také přiblíží teoretické horní hranici čisté účinnosti fólie. To je o řády vyšší než to, čeho lze dosáhnout pomocí běžné technologie, a dosud to patřilo do oblasti složitých futuristických konceptů plachet. Zvětšení vyžaduje pouze delší pásku a není omezeno konstrukcí. Bezkonkurenční výhody této inovace výrazně zlepší výkon a sníží náklady na inženýrské práce u všech misí, které vyžadují boční tahovou složku světelného toku. Primárním příkladem jsou platformy pro pozorování slunečních pólů, které jsou předmětem vybrané studie. Nicméně i mnoho dalších misí (vlečné lodě pro odstraňování orbitálního odpadu, planetární obrana, některé meziplanetární sondy a transport atd.) z nich bude mít velký prospěch, protože také často využívají boční vektorování tahu.
Jelikož stuha představuje úplně nový přístup, porozumění překážkám, které je třeba překonat k realizaci jejích průlomových výhod, se bude vyvíjet s postupem jejího studia. Je však zřejmé, že stabilita a odolnost její konfigurace a citlivost na perturbace (na nedokonalosti a přechodné účinky při rozvinutí a navigaci/ovládání) patří mezi potenciálně kritické překážky. Navrhovaná studie proveditelnosti se bude primárně zaměřovat na tyto aspekty. Bude vyvinuta metodika analýzy pro hodnocení reakce stuhy na účinky a excitace. Budou vyhodnoceny prostředky pro řízení a kontrolu, budou zkoumány citlivosti na nedokonalosti a poruchy. Budou vyvinuta praktická řešení a aplikována na návrh mise pro pozorování slunečních pólů, který bude vyvinut s ohledem na demonstraci kosmické technologie v blízké budoucnosti. Pokud bude potvrzena proveditelnost, budou pro následující fáze pozváni partneři a bude pokračovat vývoj hardwaru pro jednoduchou vesmírnou demonstraci.
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2025/01/niac-2025ph1-greschik.png
