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Para permitir que as missões alcancem destinos novos e de outra forma difíceis ou impossíveis para observar o Sol, a NASA selecionou a Missão de Oportunidade de Demonstração de Tecnologia Solar Cruiser para desenvolver um sistema de vela solar de 1.653 m 2 para demonstração de voo em 2025. Aproveitando desenvolvimentos tecnológicos para permitir novos e inovadores a ciência é um objetivo importante da Diretoria de Missão Científica. Solar Cruiser, uma missão de descoberta patrocinada pela Divisão de Heliofísica, incorpora várias novas tecnologias originalmente desenvolvidas por várias organizações e integra-as para demonstrar uma capacidade notável – o uso da luz solar para impulsionar uma nave espacial.
As tecnologias de vela solar propostas no Solar Cruiser permitirão que futuras missões abordem questões científicas importantes sobre o Sol, a sua interação com a Terra e outros elementos da heliosfera. O Solar Cruiser demonstrará como a propulsão da vela solar pode permitir que as naves espaciais coletem observações de novos pontos de vista que são difíceis de alcançar e sustentar. Especificamente, o Solar Cruiser foi proposto para manter uma posição voltada para o Sol no ponto Lagrange L1 - a posição onde a gravidade da Terra e do Sol estão equilibradas ao longo da linha Sol-Terra. O Solar Cruiser também demonstraria tecnologias que permitirão que futuras missões melhorem o monitoramento, a previsão e a ciência do clima espacial.
As velas solares usam material grande, altamente reflexivo e leve que reflete a luz solar para impulsionar uma espaçonave. A pressão contínua dos fótons dos raios solares fornece impulso sem a necessidade dos propelentes pesados e descartáveis empregados pelos sistemas convencionais de propulsão química e elétrica que limitam a vida útil da missão e os locais de observação. O Solar Cruiser foi proposto para demonstrar a capacidade das velas solares de permitir que missões observem o ambiente solar a partir de pontos de vista únicos de interesse para a heliofísica, incluindo a manutenção de um satélite em uma posição L1 voltada para o sol. Monitorizar o Sol nesta localização orbital é de interesse não apenas para os cientistas da NASA, mas também para os programas de exploração humana da NASA, que devem apoiar a segurança e a saúde da tripulação humana em voos espaciais; a Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA), que é a fonte do país para alertas e previsões meteorológicas espaciais; e o Departamento de Defesa, que monitora o clima espacial em busca de interferência nas comunicações ou satélites. O Solar Cruiser também demonstraria a capacidade de obter medições sustentadas da cauda magnética da Terra in-situ e a capacidade de alcançar e manter uma órbita solar de alta inclinação - uma capacidade que futuras missões para obter imagens das regiões polares do Sol exigirão.
Uma equipe liderada pelo Marshall Space Flight Center da NASA foi financiada para desenvolver a missão Solar Cruiser para amadurecer a tecnologia de vela solar para uso em missões futuras no período de 5 a 15 anos. A equipe do Solar Cruiser (que inclui Ball Aerospace, Roccor, LLC e o subcontratado NeXolve) está aproveitando os avanços da tecnologia de velas solares da última década, incluindo voos de teste de velas menores, como as da missão NanoSail-D da NASA, liderada pela NASA Marshall ; a missão Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun (IKAROS) da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão; As missões LightSail da Sociedade Planetária; bem como o vôo de Marshall do Near-Earth Asteroid (NEA) Scout, desenvolvido pela Divisão de Sistemas de Exploração Avançada da Diretoria de Exploração Humana e Operações da NASA.
Embora a missão Solar Cruiser não tenha sido aprovada para avançar para a fase C da sua vida de desenvolvimento, o seu plano de encerramento inclui o desenvolvimento e o avanço de várias tecnologias chave, bem como a demonstração de uma implantação completa da vela do quadrante, que foi concluída (ver vídeo em anexo).
. O Solar Cruiser inclui a maior vela já voada – uma vela reflexiva de 1.653 m 2 e 2,5 mícrons de espessura que é mais fina que um fio de cabelo humano.
O Solar Cruiser também inclui quatro lanças compostas leves de 29,5 m para implantar a vela; e Dispositivos de Controle Reflexivo (RCDs) incorporados que ajudarão a manter a vela estável.
A membrana da vela é fabricada com uma película fina de poliimida (polímero transparente 1 ou CP1) revestida com alumínio para torná-la refletiva. A membrana de vela CP-1 foi desenvolvida pela NASA e licenciada pela NeXolve há mais de duas décadas e voou com sucesso no NanoSail-D. O CP1 foi escolhido para o Solar Cruiser devido à sua longa herança de voo, propriedades demonstradas que são adequadas para o Solar Cruiser e missões futuras e disponibilidade. Também é escalável para velas de praticamente qualquer tamanho, desde os 10 m 2 voados no NanoSail-D até velas maiores que 10.000 m 2 .
Em missões anteriores, incluindo o NanoSail-D e o LightSails, as velas solares foram implantadas e tensionadas usando lanças metálicas triangulares, roláveis e compressíveis (TRAC™) – um projeto originado pela Força Aérea dos EUA e licenciado pela Roccor, LLC. A missão NEA Scout também utiliza essas lanças metálicas. Essas lanças extremamente longas têm uma seção transversal triangular que pode ser forçada a ficar plana, permitindo que sejam enroladas em um carretel para armazenamento. As lanças metálicas TRAC™, no entanto, não são extensíveis às velas da classe Solar Cruiser devido às suas propriedades de massa e expansão térmica. Em vez disso, a Roccor, LLC desenvolveu barreiras feitas de materiais compósitos por meio do programa Small Business Innovation Research (SBIR) da NASA.
O Solar Cruiser usará um dispositivo Active Mass Translation (AMT) originalmente desenvolvido pela NASA Marshall para a missão NEA Scout para ajustar ativamente o centro de pressão (leve) da espaçonave em relação ao seu centro de massa para manter a vela estável e apoiar a direção e a navegação. . Além disso, os RCDs, compostos por uma película fina que pode passar de reflexivo a transmissivo com uma tensão aplicada, contribuirão para manter a estabilidade da vela durante o voo. O conceito para esses RCDs foi originalmente desenvolvido por meio de uma bolsa do corpo docente em início de carreira da Diretoria de Missão de Tecnologia Espacial (STMD); A SMD posteriormente patrocinou a NeXolve para desenvolver a tecnologia para uso no Solar Cruiser.
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Fonte: NASA / Publicação 30-09-2023
https://science.nasa.gov/heliophysics/programs/technology/solar-cruiser/
Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
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e-mail: heliocabral@coseno.com.br
