Aurinkopurje

Aurinkopurje (myös valopurje erityisesti silloin, kun valonlähde on muu kuin Aurinko) on avaruusaluksen työntövoiman lähde, joka perustuu valon säteilynpaineeseen. Menetelmä on vasta kehitysasteella, mutta sitä on jo kokeiltu.

Toimintaperiaate

Aurinkopurjeen ideasta puhui ensimmäisenä Johannes Kepler lähes 400 vuotta sitten. Hän oli havainnut, kuinka Auringon säteily puhaltaa komeettojen pyrstöt poispäin Auringosta.

Aurinkopurjehduksessa avaruusalus levittää kevyen purjeeksi kutsutun osan, johon auringosta tai muusta lähteestä tuleva valo osuu. Purjeeseen kohdistuvan valon säteilynpaine saa aikaan työntövoiman joko niin, että valon fotonit absorboituvat purjeeseen (musta purje), tai purje heijastaa fotonit (heijastava purje). Kummassakin tapauksessa fotonien liikemäärä muuttuu, mikä aiheuttaa työntövoiman.

Jatkuva voima aiheuttaa tasaisen kiihtyvyyden, jolloin riittävän pitkän ajan kuluessa saadaan aikaan suuria nopeuden muutoksia heikollakin työntövoimalla.

Aurinkopurjeen täytyy olla satojen metrien tai jopa kilometrien levyinen. Se pitää tehdä hyvin kevyistä materiaaleista, kuten kahden mikrometrin paksuisesta metallisoidusta muovista.

Aurinkopurjeen kulkusuuntaa voidaan muuttaa kallistamalla sitä tai jopa luovimalla vastatuuleen.

Käyttötarkoitukset 
Aurinkopurjeen etu rakettimoottoriin on siinä, että se ei vaadi valtavia määriä polttoainetta. Aurinkopurjeella voisi olla mahdollista tehdä sellaisia avaruuslentoja, joita raketeilla ei pystytä tekemään. Aurinkopurjeella kulkeva alus voisi tehdä meno-paluulennon Merkuriukseen tai kiertää Auringon napaa tai Maan napoja. Aurinkopurjeen avulla Aurinkokunnan laitamille voitaisiin päästä nopeammin kuin millään muulla tunnetulla teknologialla. Aurinkopurje ei kuitenkaan saa enää lisää työntövoimaa Marsin rataa kauempana Aurinkokunnassa, missä Auringon säteilyn määrä on liian pieni.

Hankkeita 

Ensimmäinen avaruudessa onnistuneesti käytetty aurinkopurje oli Japanin toukokuussa 2010 Venusta kohti lähettämä Ikaros. Se avasi purjeensa kesäkuussa 2010, ja heinäkuussa raportoitiin sen alkaneen liikkua fotonitörmäysten voimalla. Ikaros saavutti Venuksen joulukuussa 2010.

2016 julkaistussa Breakthrough Starshot -hankkeessa on tarkoitus kehittää pieniä valopurjeella matkaavia aluksia, joiden työntövoimaa synnytettäisiin laserilla. Hankeen varsinaisena tavoitteena on saavuttaa Alfa Centauri 20 vuodessa laukaisusta ja matkanopeudeksi nostaa 0,2 c.

Jotkin tavanomaiset satelliitit ovat käyttäneet aurinkopurjeen periaatetta kääntääkseen itseään.

Katso myös 
 Magneettinen purje
 Sähköpurje
 NanoSail D

Lähteet

Aiheesta muualla 

 Harrastajien rahoittama aurinkopurje avautui laboratoriossa

Hypoteettiset avaruuslaitteet