Ein mikrowellengroßes Raumschiff mit riesigen silbernen Flügeln stürzt im Orbit ab, während Ingenieure daran arbeiten, einen Fehler zu beheben, der dazu führte, dass es die Orientierung verlor.
Nach dem Einsatz von vier Komposit-Auslegern bei einer experimentellen Sonnensegel-Mission beobachteten NASA-Ingenieure eine leichte Biegung in einem der Ausleger, der entlang der Flügel des Raumfahrzeugs verläuft, wie die Raumfahrtbehörde in einer aktuellen Studie enthüllte. erneuern. Das Team hinter dieser Mission hofft, dass der gebogene Ausleger den Rest der Mission nicht behindert.
Das Advanced Composite Solar Sail System (ACS3) wurde am 23. April mit der Electron-Rakete von Rocket Lab aus Neuseeland gestartet. Das Sonnensegel wurde in eine sonnensynchrone Umlaufbahn etwa 600 Meilen (966 Kilometer) über der Erdoberfläche geschickt (mehr als doppelt so hoch wie die Internationale Raumstation), um eine neue Form der Raumfahrt zu testen, die Sonnenlicht als Antrieb nutzt.
Mit dem ACS3 der NASA sollen neue Materialien und Strukturen getestet werden, die für Sonnensegel-Antriebssysteme verwendet werden könnten, darunter ein neuer Verbundausleger, der zum Einsatz von Sonnensegeln im Orbit verwendet wird. Sie funktionieren wie der Ausleger eines Segelboots, sind aber so konzipiert, dass sie das Segel halten, das die treibende Kraft des Sonnenlichts und nicht des Windes einfängt. Verbundausleger bestehen aus Polymermaterialien; leicht, aber dennoch steif und biege- und verformungsbeständig bei unterschiedlichen Temperaturen.
Das Raumschiff hat seine Segel in eine quadratische Form gespannt, die sich auf jeder Seite über eine Länge von 30 Fuß (9 Meter) erstreckt, was etwa der Hälfte der Größe eines Tennisplatzes entspricht. Das Missionsteam bemerkte jedoch eine leichte Biegung in einer der vier Säulen, die sich über eine quadratische Diagonale auf eine Länge von 23 Fuß (7 Meter) erstreckte.
NASA-Ingenieure beurteilen nach Angaben der Raumfahrtbehörde die Biegung, die auftreten kann, wenn der Ausleger und das Segel während des Einsatzes fest gegen das Raumschiff gezogen werden. „Das Hauptziel der Demonstration des Advanced Composite Solar Sail System besteht darin, den Auslegereinsatz im Weltraum zu testen, um zukünftige Anwendungen der Verbundauslegertechnologie für große Solarsegel und andere Strukturen zu informieren“, schrieb die NASA in ihrem Update. „Die bei diesem Testflug gesammelten Daten haben sich als unschätzbar wertvoll erwiesen, und diese Demonstration wird weiterhin wichtige Informationen liefern, um zukünftige Sonnensegelmissionen zu ermöglichen.“
Das Sonnensegel wird von Photonen der Sonne angetrieben, die kleine Impulsstöße verursachen, die das Raumschiff weiter vom Stern wegtreiben. Wenn ein Raumschiff den Widerstand der Erdatmosphäre überwinden könnte, könnte es möglicherweise sehr große Höhen erreichen. Die für diese Demo-Mission verwendete Komposit-Auslegertechnologie kann laut NASA zum Einsatz von Solarsegeln mit einer Größe von bis zu 500 Quadratmetern (5.400 Quadratfuß) oder der Größe eines Basketballplatzes verwendet werden.
Allerdings lief die experimentelle Mission seit ihrem Start nicht reibungslos. Einige Monate nach dem Start fror die Missionsanzeige ein, als der Bordstrommonitor des Schiffs einen höheren Motorstrom als erwartet feststellte, was den Startvorgang stoppte. Ende August gelang dem Missionsteam im zweiten Versuch, die Segel und den Ausleger der Raumsonde vollständig auszufahren.
Vor dem Start der Explosion musste das Team jedoch das Lagekontrollsystem des Raumfahrzeugs deaktivieren, um sich an die sich ändernde Dynamik beim Öffnen der Segel anzupassen. Das Lagekontrollsystem hilft dem Raumfahrzeug, eine bestimmte Ausrichtung relativ zu anderen Orten im Weltraum beizubehalten, indem es im Wesentlichen seine Ausrichtung beibehält. Die Lagekontrolle des Sonnensegels war nicht reaktiviert worden, weshalb das Raumschiff derzeit im Weltraum taumelte.
„Jetzt arbeiten die Missionsbetreiber daran, das Raumschiff neu zu positionieren und das Advanced Composite Solar Sail System im Energiesparmodus zu halten, bis die Sonnenkollektoren besser auf direktes Sonnenlicht ausgerichtet sind“, schrieb die NASA. „Das Team spart die Energie des Raumfahrzeugs für vorrangige Operationen – wie etwa die bidirektionale Kommunikation mit der Missionskontrolle –, bis sein Lagekontrollsystem reaktiviert ist.“
Sobald sein Lagekontrollsystem reaktiviert ist, kann das besser ausgerichtete Raumschiff seine Funkantenne auf die Missionskontrolle auf der Erde ausrichten und mit NASA-Ingenieuren am Boden kommunizieren. „In diesem Stadium wird das Team in der Lage sein, weitere Daten zu sammeln, die genaue Segelform zu kalibrieren und sich auf den Beginn seiner Segelmanöver vorzubereiten“, so die NASA.
NASA-Ingenieure wollten die Manövrierfähigkeit des Raumschiffs testen und seine Umlaufbahn nur mithilfe des auf die Segel wirkenden Drucks des Sonnenlichts anheben und absenken. Die erste Flugphase der Mission ist auf zwei Monate ausgelegt. Während ihrer Reise im Weltraum hofft die NASA, so viele Daten wie möglich von der ACS3-Mission zu sammeln, um als Grundlage für zukünftige Raumfahrzeugdesigns zu dienen.
Es gab bereits ein anderes Sonnensegel, nämlich das LightSail 2 der Planetary Society, das im Juni 2019 startete und in nur zwei Wochen eine Höhe von 3,2 Kilometern erreichte, nachdem es ein 32 Quadratmeter großes Solarsegel entfaltet hatte Segel. . Im November 2022 endete die Mission nach Höhenverlust und Wiedereintritt durch die Erdatmosphäre. Das Erbe von LightSail 2 inspirierte mehrere weitere Missionen, darunter ACS3 NASA NEA Scout Mission zu erdnahen Asteroiden und NASA Solar Explorer (geplanter Start im Jahr 2025).
Diese Technologie steckt noch in den Kinderschuhen und ist sicherlich nicht ohne Herausforderungen, aber das Potenzial, noch weiter entfernte Ziele tief im Kosmos zu erreichen, könnte von unserem Mutterstern angetrieben werden.
