شراع شمسي

الشراع الشمسي هو تطور غير مسبوق وجذري في مفهوم الصعود إلى الفضاء، إذا يعتمد على فكرة مقاومة الجاذبية الأرضية من خلال الاستفادة من أشعة الشمس الرقيقة، وتعتمد الفكرة على عكس فوتونات الضوء الساقطة على ألواح خاصة، الأمر الذي يولد حركة في هذا اللوح حسب قانون نيوتن الثالث في الاتجاه المعاكس. والأبحاث والتجارب ما تزال مستمرة لتطوير التقنية التي قد يقدر لها أن تغير جميع مفاهيمنا الحالية عن الطيران والفضاء.

القمر الصناعي NanoSail-D

يظهر في هذه الصورة الفنية القمر الصناعي NanoSail-D المزود بشراع عاكس رفيع جدا وبمساحة 10 أمتار مربعة، والذي قامت بإنشائه وكالة ناسا وإطلاقه يوم 20 جانفي/يناير الجاري حيث أصبح أول مركبة فضائية ذات شراع شمسي في مدار منخفض حول الأرض. عادة ما يعتبر الإبحار في الفضاء ضربا من الخيال العلمي، وقد تحدث عنه لأول مرة الفلكي جوهانس كبلر قبل 400 سنة عندما لاحظ أن ذيول المذنبات تنتفخ بفعل الرياح الشمسية. تعتمد الأشرعة الشمسية الحديثة مثل NanoSail-D والمركبة الفضائية اليابانية البينكوكبية IKAROS على الطاقة الدافعة المستمرة لأشعة الشمس رغم كونها ضعيفة. خلال دورانه حول كوكب الأرض، يعكس الشراع NanoSail-D ضوء الشمس دوريا، وسيكون بالإمكان رؤية بريقه جليا بالعين المجردة. في الحقيقة، هناك دعوة للراصدين للمشاركة خلال هذه الأيام في مسابقة لالتقاط صور للمركبة NanoSail-D. ستساعد هذه الصور وكالة ناسا لتعقب المركبة قبل أن تعاود دخول الغلاف الجوي شهر أفريل أو ماي.

اهمية الاشرعة الشمسية

حلم نود ان يصبح حقيقة مثلما كانت السيارة التي تسير بالطاقة الشمسية حلما يوما ما.
يبدو أن المراكب الفضائية مشرفة على تطور جذري غير مسبوق فبينما ظلت المحركات الصاروخية الوسيلة الوحيدة للصعود إلى الفضاء، تلوح في آفاق الابتكار العلمي وسيلة لطيفة لمقاومة قوى الجاذبية الأرضية العتيدة بأشعة الشمس الرقيقة وتعتبر أولى هذة التطبيقات المركبة الفضائية كوزمس 1 التي اطلقت من غواصة روسية معلنة بدء عصر «الشراع الشمسي».
ومن المحتمل أن تتفوق مركبات الأشرعة الشمسية على الطيران بدفع الصواريخ يوما ما خاصة في الرحلات الطويلة لأنها تستمد طاقتها من مصدر لا ينفد ألا وهو ضوء الشمس.

الية عمل الشراع الشمسي

الضوء يتألف من حزم من الطاقة بالغة الصغر تسمى الفوتونات والشراع الشمسي يعكس هذه الفوتونات ويدفعها بذلك إلى الخلف ولأن لكل فعل رد فعل مساو له في القوة ومعاكس له في الاتجاه فكلما انعكس فوتون دفع بدوره المركبة الفضائية ذات الشراع الشمسي في الاتجاه المعاكس مما يؤدي إلى زيادة سرعتها تدريجيا نحو الفضاء الخارجي
ويكمن هدف رحلة كوزمس 1 في استعراض أثر ضوء الشمس على مسار أية مركبة فضائية ولن ينظر إلى المسافة التي تقطعها كوزمس 1 كمعيار للنجاح وإنما إلى مقدار تعديل الشمس لمسار المركبة الفضائية

مركبة فضاء الإنسانية

وعلى جانب آخر تقوم إحدى الشركات الأمريكية حاليا بالإعداد لإطلاق شراع شمسي ضخم أطلقت عليه اسم مركبة فضاء الإنسانية الأولى لينتقل بفعل ضوء الشمس إلى فضاء النجوم الواقعة خارج نطاق المجموعة الشمسية محملا برسائل أو صور أو حتى عينات حمض نووي DNA من أي شخص على الأرض يرغب في ذلك ومستعد لسداد الرسوم المطلوبة حتى إذا وجد هذا الشراع الشمسي مخلوقات في أي مكان آخر ضمن المجرة اطلعوا على هذه الرسائل التي تمثل الجنس البشري بأكمله

تمويل مراكب الاشرعة الشمسية المحدود

تكمن مشكلة مركبات الأشرعة الشمسية في التمويل ففي كل من المركبتين الشمسيتين الروسية والأمريكية يتولى التمويل أشخاص أو شركات خاصة حيث تشترك في تمويل المركبة الروسية إحدى جمعيات استكشاف الفضاء وشركة خاصة ترأسها أرملة عالم الفضاء الراحل كارل ساجان بينما تسعى الشركة الأمريكية في تمويل مركبة فضاءالإنسانية الأولى من خلال تحصيل رسوم من راغبي إرسال الرسائل البشرية على متنها وعلى ذلك فلا يرجى لتقنية الشراع الشمسي الازدهار ما لم تتحول الهيئات الرسمية عن موقف المتفرج المهتم الذي تتخذه حاليا وربما ساعدت مركبة الفضاءالإنسانية الأولى في كسر حاجز التخوف من المخاطرة لدى مثل هذه الهيئات إذا نجحت بالفعل في الخروج من نطاق المجموعة الشمسية.

تطوير اليابانيون لتقنية الاشرعة الشمسية

أطلق معهد علوم الفضاء الياباني شراعا شمسيا يعتبر الأول من نوعه في العالم، للتحليق في الفضاء الخارجي لمسافات بعيدة والوصول إلى أعماق الكون نحو الكواكب الأخرى بزمن قياسي، اعتمادا على مبدأعكس أشعة الشمس. وأطلق المعهد يوم الاثنين20-6-2005 بنجاح صاروخا نصب على متنه شراعان شمسيان عاكسان لأشعة الشمس، مما يسهل اندفاعهما وازدياد سرعتهما مع الزمن.
وتمكن العلماء اليابانيون من تطوير مواد خفيفة الوزن ومتينة لصنع الشراع، وصنعوا شراعين من مادة البوليميد بسمك 7.5 ميكرون (الميكرون جزء من الألف من الملليمتر). ونشر الشراع الأول الذي يماثل شكله زهرة البرسيم بأربعة مقاطع، بعد وصول الصاروخ الحامل لهما إلى ارتفاع 150 كلم عن سطح الأرض، ثم نشر الشراع الثاني، الذي يماثل الأول وله ستة مقاطع، على ارتفاع 170 كلم مندفعا

مشاريع اخرى لاشرعة شمسية

تجدر الإشارة إلى ان منظمة «بلانيتري سوسييتي» (جمعية الكواكب) الأميركية الخاصة، تتطلع لاختبار أول شراع شمسي اسمه «كوسموس 1» يصنعه لها معهد أبحاث بابكين الروسي.
وكان أول اختبار لشراع شمسي لنفس المنظمة قد فشل عام 2001