de Andrei Dicu şi Sorin Dumitrescu
Savanții lumii se pregătesc să ne ofere o nouă minune. Nu peste mult timp, va fi lansată o astronavă cu pânze solare. Ideea a pornit demult, de la astronomi precum Johannes Kepler și Carl Sagan. Povestea este fascinantă și are aerul unui roman SF… extrem de real. Poate că totul a început în momentul în care, pe când nu existau lumini pe străzi, foarte mulţi oameni au fost uimiți sau speriați în momentul în care au zărit pe cer, în toiul nopții, o cometă foarte luminoasă…
Totul a pornit de la cometa Halley
Se întâmpla în anul 1607. Pe bolta cerească s-a ivit un fel de pasăre de foc. De fapt, era o cometă, care l-a pus pe gânduri pe astronomul Johannes Kepler. A conchis că, probabil, coada spectaculoasă a corpului pe care astăzi îl numim „cometa Halley”, botezată astfel după numele savantului englez Edmond Halley, care i-a calculat orbita, apărea pentru că razele soarelui evaporau sau desprindeau material de pe su- prafața cometei. Imediat, Kepler și-a imaginat explorarea peisajelor stelare: „Dacă se vor afla corăbii sau pânze potrivite pentru vânturile cerului, vor exista și oameni care nu se vor da în lături nici măcar de la întinderea aceasta, vastă”. De altfel, în secolele al XVI-lea și al XVII-lea, corăbiile erau mânate de vânt, creat și el, în mare parte, de căldura soarelui. Kepler a trăit într-o perioadă în care, mulțumită lui Nicolaus Copernic, omenirea a înțeles că se află pe o planetă care orbitează în jurul unei stele. De aceea, poate era firesc ca astronomul nostru să-și imagineze oameni navigând pe cerul înstelat.
Sagan, fondatorul Planetary Society
Mai târziu, în anii 1970-1980, când un alt savant, Carl Sagan, ținea cursuri la Universitatea Crornell, navigația prin spațiu era ceva natural pentru toată lumea. Sagan descria în culori vii un vehicul care să funcționeze sub constrângerile gravitației și ale mecanicii orbitelor, dar care să plutească printre stele. Ar fi navigat prin oceanul cosmic, mânat de forța luminii stelare, în vastitatea spațiului. Visul a devenit realitate mulțumită celui mai mare ONG spaţial, Planetary Society, o companie fondată de Sagan, în 1980. În iunie 2015, societatea și-a testat propriul vehicul spaţial, finanțat din bani publici și alimentat cu lumină, LightSail1.
Lumina, energia pură
La aproape trei secole de la scrierile lui Kepler despre navigația solară, cercetătorii au descoperit că lumina este energia pură, și anume acea proprietate din natură care face lucrurile să funcționeze, să se deplaseze sau să se întâmple. Astăzi, știm cu exactitate câtă energie conține fiecare „pachet” de lumină, numit „foton”. Fotonii nu au masă, dar conțin energie cinetică. Imaginați-vă o minge de bowling. În mișcare, ea capătă energie cinetică, pe care o transmite popicelor. Când le lovește, ele cad, iar… aruncătorul acumulează puncte. Dacă, Doamne ferește, ne-ar lovi în plex o minge de bowling, i-am simți energia cinetică foarte intens. Ei bine, energia cinetică a luminii este un concept străin de experiența noastră obișnuită. Când ieșim în soare, nu simțim că lumina lui ar avea puterea să ne împingă. Puterea luminii, mai exact a unui singur foton, este minusculă, astfel că pe Terra presiunea solară se pierde printre celelalte forțe și presiuni percepute, ca fricțiunea și gravitația. Însă oare ce s-ar întâmpla dacă am putea exploata energia unui număr enorm de fotoni și nimic nu ne-ar reține? Nu cunoaștem decât un loc în care putem scăpa de forța de frecare și de gravitație, iar acela este spațiul. Navigația solară este elegantă nu doar prin concept, ci și prin eficiență. Odată ajuns pe orbită, vehiculul nu mai are nevoie de combustibil. Forța de propulsie este foarte slabă, dar spre deosebire de un motor de rachetă convențională, nu rămâne niciodată fără combustibil. Soarele strălucește tot timpul, astfel că stropul de energie pe care îl asigură în fiecare secundă se tot acumulează.
O navă de mărimea unei pâini
Iată cum va zbura LightSail2. Vehiculul spaţial va fi, pentru început, doar de mărimea unei pâini obișnuite. Este dimensiunea standard pentru toți sateliții cubici din ziua de astăzi, numiți „CubeSats”. Este amuzantă ideea că, din moment ce pe orbita terestră nu există aer mai deloc, vehiculul nu are voie să aibă forme aerodinamice. În mici compartimente ale sale se vor afla pânze foarte lucioase. Pe orbită, acestea se vor întinde, formând un pătrat cu latura de 5,5 metri. În timp ce lumina solară împinge pânzele, echipa de control de la sol poate telecomanda minusculele motoare electrice să rotească vehiculul, astfel încât să aibă pânzele perpendiculare pe razele soarelui, apoi din nou paralele cu fiecare orbitare. Nava se va comporta precum o veritabilă corabie cu pânze, împinsă direct de lumina solară.
„Aceste vehicule ar suferi pagube minime”
În timpul misiunii cu LightSail2, se anticipează o creștere a energiei orbitale astfel încât mica navă va urca pe o orbită tot mai înaltă. Experții speră că nava ne va trimite imagini superbe cu ea și cu Pământul de dedesubt. Există convingerea că ea va aduce progrese fundamentale în tehnologia zborului spaţial. Misiunile LightSail fac parte dintr-un efort global de a reduce costul explorării spațiale, pentru a face posibile misiuni care altfel ar fi fost mult mai costisitoare sau chiar imposibile. Savantul Bill Nye exemplifică: „Din când în când, soarele expluzează o cantitate enormă de energie, eveniment numit ejecție de masă coronară sau EMC. Șuvoaiele de particule cu încărcătură electrică pot distruge componentele electronice ale sateliților și se deplasează foarte repede prin spațiu, dar nici pe departe la fel de rapid ca fotonii. După cum a observat și Kepler, un obiect aflat pe o orbită strânsă în jurul Soarelui se deplasează mai repede decât unul de pe o orbită mai îndepărtată, din cauza atracției gravitaționale a stelei. Dacă am încerca să înscriem un satelit pe o orbită la aceeași distanță de Soare ca Venus, de exemplu, și am vrea să țină pasul cu Pământul… Nu ar avea cum! Ar cădea, efectiv, în Soare. Pentru a rămâne pe o asemenea orbită, nava ar avea nevoie de o altă forță constantă, care să o tragă în afară. Pânza solară ar asigura vectorul acesta continuu, iar instrumentele de la bord ar putea să detecteze orice EMC și să ne transmită un semnal de avertizare. Noi am manevra sateliții din apropiere, de pe orbita terestră, ca să-i întoarcem cu spatele la fluxul de particule și, astfel, aceste vehicule spațiale esențiale ar suferi pagube minime”.
Bill Nye, creatorul unui proiect curajos
Creatorul acestui proiect curajos este Bill Nye, director executiv al Planetary Society și analist pentru mai multe publicații și posturi tv, precum National Geographic, NBC etc. Este cunoscut grație emisiunii „Bill Nye salvează lumea”, difuzată pe canalul Netflix, și pentru mai multe bestseller-uri. În anii ’80-’90, emisiunile sale au fost distinse cu Premiul Emmy, cu motivația că, prin activitatea sa, foarte mulţi tineri au făcut cunoștință cu știința și cu ingineria, într-un mod neconvențional, dar bazat pe cunoștințe reale, și nu pe fabulații tip SF.