Francuski start-up żegluje (słonecznie) w kosmos

Kiedy myślisz o rakiecie kosmicznej, widzisz górę technologii. Ale niewiele osób rozumie, jak pełny jest w rzeczywistości launcher. Ponieważ jest to jednak największy problem w dzisiejszym świecie kosmosu. Niezależnie od tego, czy jest to elektryczne, czy chemiczne (z impulsem), ta ostatnia jest skończona i mocno obciąża wagę. Ale żeby polecieć w kosmos, liczy się każdy (kilogram) gram. Dlatego konieczne jest odciążenie innych elementów, takich jak ładunek, lub zwiększenie nacisku, aby uwolnić większy ciężar w kierunku orbity.

Aby rozwiązać ten problem z paliwem, najlepiej go po prostu usunąć. Z tym pomysłem, tak szalonym i prostym, jak to jest, Louis de Gouyon wprowadził Matignon Gama w październiku 2020 r. wraz z Thibaud Elziere. Od tego czasu ta firma z siedzibą w regionie paryskim ciężko pracuje nad produkcją „statku kosmicznego” bez paliwa, a zatem bez silnika.

Pełny wywiad z Louisem de Gouyonem Matignonem można znaleźć na Presse-citron.

Wielowiekowa zasada

Za tym inżynierskim wyczynem kryje się w rzeczywistości metoda mająca ponad 300 lat, znana astronomom jeszcze przed lotem Sputnika. Jak żeglarze to robią od bardzo dawna, Gamma dąży do stworzenia sondy, która lata i podróżuje dzięki żaglowi. To co najmniej zaskakujący pomysł, ale nie spowalnia rozwoju młodej firmy. Dziś firma ogłosiła zbiórkę dwóch milionów euro m.in. z BPI France i CNES, demonstrując powagę projektu.

Wyobrażony wieki temu przez słynnego astronoma Johannesa Keplera, a następnie potwierdzony pracą Maxwella, żagiel słoneczny nigdy nie zdobył inżynierów i mało kto wysłał w kosmos choć jedną osobę, mimo naszej bardzo dobrej wiedzy teoretycznej na jego temat. Jak wyjaśnia Louis Gouyon de Matigon. „Dzisiaj w kosmosie powinno znajdować się 10 000 satelitów, a te z żaglem słonecznym należy policzyć palcami jednej ręki”. Projekt Gamma jest więc bardzo ambitny, nie mówiąc już o bezprecedensowym. W rzeczywistości tylko sonda IKAROS, która została wystrzelona przez Japońską Agencję Kosmiczną (JAXA) na początku ostatniej dekady, wykazała przekonujące wyniki.

Pierwsza podróż edukacyjna 2022

Wreszcie, teoria działania żagla słonecznego jest dość prosta. Podobnie jak w przypadku żaglówek na morzu, pomysł polega na napędzaniu przez wietrzenie. Ale jasne jest, że w kosmosie nie ma najmniejszego podmuchu wiatru – tutaj wiatr słoneczny nie ma wpływu na ciąg – i dlatego żagiel będzie odbijał światło pochodzące od Słońca, a to właśnie fotony tworzą ten drugi, który będzie pchał żagiel (co wyjaśnia nazwę ciągu fotonowego) .

Dla Gammy mamy prawo do żagla o powierzchni około 75 metrów kwadratowych, zbudowanego na czterech pedałach o powierzchni około 20 metrów kwadratowych. Ta kwadratowa zasłona jest niezwykle cienka – 20 do 100 razy cieńsza niż włos – i dlatego fotony wepchną ją w próżnię kosmiczną. „Wielką zaletą tego systemu jest to, że ciąg jest teoretycznie nieskończony. Choć mały, kumuluje się i z czasem osiągamy niesamowite prędkości » Louis de Guyon Matignon wyjaśnia.

Aby przeprowadzić pierwszy test naturalnej wielkości, Gamma przygotowuje się do wystrzelenia na orbitę, wyrzucając w ten sposób żagiel i nadzieje całej społeczności w kosmos. Lot ma się odbyć w październiku przyszłego roku samolotem Falun 9 amerykańskiej firmy SpaceX. Ta misja powinna umożliwić sprawdzenie, czy „wszystko jest w porządku” i zapewnić pierwsze doświadczenie z próżnią kosmiczną raczkującej firmy i jej 10 inżynierów, wszyscy z Ile-de-France.

Soczewka Wenus?

Ale dla młodej francuskiej firmy celem będzie bardzo szybki start w głęboka przestrzeń przestrzeń międzygwiezdna. W związku z tym firma ma nadzieję, że będzie w stanie przeprowadzić misję około 2025 roku”. Na Wenus lub asteroidę. Duży krok w rozwoju gamma, który pozwoli nam osiągnąć nasz pierwszy cel eksploracyjny. „Odtworzenie obrazu Wenus byłoby naprawdę niesamowite”. Wyjaśnia Louis de Guyon Matignon, który stara się ukryć swój entuzjazm.

Wykonany z przyjemnych w dotyku poliamidów, ten żagiel ma grubość zaledwie trzech mikronów i 11 kilogramów na skali. „Po złożeniu jest wielkości pudełka po butach”, W kosmosie rozkłada się dzięki sile odśrodkowej samej sondy. „Dzięki małym klockom żagiel otworzy się w kierunku przeciwnym do obrotu sondy”. Po umieszczeniu sonda będzie odbijać światło słoneczne i będzie przez nie napędzana.

Na Ziemi znamy tylko jedną z dwóch sił Słońca. Efekt cieplny jego promieni. Ale nasza gwiazda jest również zdolna do poruszania obiektów mocą swoich fotonów. Cząstki te (które są również falami) nie uwalniają ani masy, ani energii, ani ciepła, ale kiedy wchodzą w kontakt z materią, bardzo lekko ją popychają. Jest to ciąg, którego używa żagiel gamma do poruszania się w przestrzeni.

Nieskończona moc… na papierze

Jeśli ciąg wytwarzany przez fotony jest absurdalny w porównaniu z konwencjonalnym silnikiem rakietowym, żagiel jest (lub prawie) niewyczerpanym źródłem energii. Jak wyjaśnia Louis de Gouyon Matignon, napęd fotoniczny jest idealny do taniej eksploracji zdalnej.

„Usuwając paliwo z sond, zapewniamy system, który jest znacznie lżejszy, a zatem kosztuje mniej do wysłania w kosmos, a ponadto może działać dłużej z upływem czasu”. Chociaż system zasłon nie jest wieczny, promieniowanie z kosmosu oraz mikrometeoroidy w końcu ulegną poprawie. Ultra cienki koc na życie Możliwe jest przyspieszenie sondy, ponieważ promienie słoneczne zderzają się z promieniami słonecznymi.

Przy minimalnym ciągłym dopływie energii można sobie wtedy wyobrazić dodatkowe poszukiwania. Tak więc Gamma planuje udać się do Jowisza lub Neptuna za kilka lat. Dzięki mocy Słońca ważąca kilka kilogramów sonda będzie mogła poruszać się z szalonymi prędkościami „Do których dzisiaj nie można uzyskać dostępu za pomocą napędu chemicznego”. Bawiąc się mechaniką nieba i różnymi siłami grawitacyjnymi naszego Układu Słonecznego, będzie można podróżować do Neptuna lub księżyców Jowisza.

Misje, które można wykonać za pomocą sond z napędem chemicznym, które zostały już przeprowadzone w przeszłości, ale tylko rządowe agencje kosmiczne były w stanie wytrzymać taki lot. Dzięki systemowi gamma żagiel słoneczny może obniżyć koszty misji, ale także czas jej trwania.

Żagiel słoneczny ma piętę achillesową: orbitę

Jeśli napęd fotonowy ma wiele zalet, ten system nie jest idealny. To właśnie te niedociągnięcia sprawiły, że żagiel słoneczny jest tak niepopularny w świecie niskiej orbity, który jest dziś głównym stadionem nowej przestrzeni. Pierwszą rzeczą, o której należy pamiętać o żaglu słonecznym, jest to, że ten ostatni, ze względu na swoją konstrukcję, nie jest w stanie wywołać bardzo wysokiej reakcji.

Nie stanowi to problemu w przypadku odległych misji eksploracyjnych, ale w przypadku satelitów lub sond na orbicie szybkość reakcji jest niezbędna. „Jeśli masz satelitę na niskiej orbicie, chcesz go przechylić, aby zobaczyć inny obszar Ziemi, naciskasz przycisk w swoim centrum dowodzenia i gotowe. My, z żaglem słonecznym, nie możemy tego zrobić ” Poznaje Louisa de Gouyona Matignona.

Ale ten brak interaktywności nie jest jedyną wadą żagla słonecznego. W rzeczywistości ten ostatni również tworzy „odcisk stopy”, gdy porusza się na orbicie wokół Ziemi. Setki kilometrów nad naszymi głowami jest jeszcze kilka atomów powietrza, które zwrócą żagiel na ziemię. Ze względu na duże rozmiary żagiel opada szybciej niż konwencjonalne satelity, które również mają system napędowy, który kompensuje powrót na niebieską planetę.

Gamma: soczewka Układu Słonecznego

Krótko mówiąc, ciąg fotoniczny nie jest stworzony dla Ziemi i wszyscy doskonale zdają sobie z tego sprawę w promieniowaniu gamma. W rzeczywistości, jeśli firma zamierza wystrzelić na orbitę po raz pierwszy w październiku, nie zamierza tam pozostać i ma nadzieję, że będzie w stanie jak najszybciej dotrzeć do czterech zakątków Układu Słonecznego.

Dzięki temu rewolucyjnemu systemowi napędowemu Gama nie brakuje ambicji i ma nadzieję, że w nadchodzących latach będzie w stanie wyprodukować znacznie więcej żagli, aby podwoić liczbę startów i tym samym osiągnąć pewną równowagę finansową.