ספינות החלל פורשות מפרש
דף הבית  >>  >>  הרשם  |  התחבר
מאמרים

ספינות החלל פורשות מפרש 

מאת    [ 19/08/2008 ]
מילים במאמר: 3147   [ נצפה 2359 פעמים ]

 
 

 

נסו להעלות בדמיונכם ספינת חלל גדולת ממדים, המאיצה את עצמה בתהומות החלל ללא כל דלק. האם תיאור כזה נתפס במוחכם כאפשרות סבירה? ולמעלה מזה - האם מתקבל על דעתכם שספינת חלל כזו תוכל להמשיך ולהאיץ במשך שבועות רבים, חודשים רבים ואף שנים רבות, כל זאת, כאמור, ללא כל דלק?

לכאורה, נשמע הרעיון מטורף וחסר כל סיכוי. במבט ראשון הוא נראה כשייך לתחום הפנטסיות המטורפות וחסרות הבסיס או לזה של אגדות הילדים. בוודאי שלא היינו משייכים אותו לתחום האפשרויות הטכנולוגיות והמדעיות ואף לא לזה של המדע הבדיוני בעל הבסיס המדעי המוצק. כפי שידוע לנו, חללית היא רכב "זולל אנרגיה", כלי הצורך אנרגיה בכמות אדירה אשר לשם האצתו בחלל אין מנוס מלציידו בכמות עצומה של דלק.

ואולם מטורף ככל שישמע הרעיון, ספינת חלל כזו קיימת, אמנם עדיין לא במציאות אך כאפשרות טכנולוגית מוצקה ומשכנעת ביותר. היא מופיעה על לוחות התכנון של מהנדסי החלל ואפילו מעט מעבר לכך.

לספינת החלל הזו קוראים "מפרשית שמש" או בשמה האנגלי "solar sail".

מפרשית שמש מבוססת על עובדה פיזיקלית הידועה מזה שנים רבות והיא שקרינה לסוגיה מפעילה כוח על עצם שבו היא פוגעת. סוג הקרינה איננו חשוב. כל קרינה עושה זאת, אם זה אור נראה, קרינת על אדום, קרינת מיקרו או כל סוג קרינה אחר. מפרשית השמש היא חללית חסרת מנוע משלה, אך מצוידת במשטח מחזיר אור המופנה לשמש. משטח זה נקרא "מפרש שמש". אור מגיע אל המשטח מן השמש ובפוגעו בו מפעיל עליו כוח שכיוונו מן השמש החוצה. כוח זה מניע את החללית. כוח המופעל על גוף גורם להאצתו. לכן, מפרשית שמש החשופה לאור השמש תאיץ את תנועתה מן השמש והלאה.

 לכוח שמפעילה קרינה על גופים שם לב כבר במאה ה17- הפיזיקאי יוהאנס קפלר. הוא הבחין שזנב השביט איננו נמשך לאורך כיוון התנועה של השביט, כפי שניתן היה לצפות, אלא תמיד בכיוון שמגמתו מן השמש החוצה. קפלר שיער שהסיבה לכך היא הכוח שמפעילה קרינת השמש על החלקיקים הנמלטים מן השביט, אותם חלקיקים היוצרים את זנבו של השביט.

 ואכן בסוף המאה ה19- אושרה הנחה זו, באמצעות תיאוריה מדויקת ותקפה שנתמכה בכלים פיזיקליים ומתמטיים ברורים.

לחץ הקרינה איננו מורגש בסביבתנו הקרובה משום שהוא חלש עד כדי גיחוך. שום פנס המאיר על דף נייר לא יצליח להזיזו, לא משום שהאור הבוקע מן הפנס והפוגע בדף הנייר אינו מפעיל על הנייר כוח אלא משום שכוח זה הוא זעיר שבזעירים. כיום אנו יודעים שבמרחק בו נמצא כדור הארץ מן השמש (כ 150 מיליון קילומטרים) הכוח שמפעילה קרינת השמש על מטר ריבועי אחד של משטח מחזיר הוא 9 מיליוניות  ניוטון. ניוטון היא יחידת כוח קטנה שגודלה הוא כמשקלם של 100 גרם על פני כדור הארץ. חישבו על משקל המים שבכוס מים המלאה עד מחציתה. משקלם של המים עצמם (ללא הכוס) הוא ניוטון אחד בקירוב. עכשיו  נסו לדמיין לעצמכם 9 מיליוניות ניוטון, או בערך אחד חלקי מאה אלף של ניוטון. זהו גודל הכוח שמפעילה קרינת השמש על מטר ריבועי אחד במרחק בו כדור הארץ נמצא. חישוב פשוט מראה שאפילו על שטח של קילומטר ריבועי יגיע גודל הכוח רק ל 9 ניוטונים.

 כפי שניתן להבין, כוח זעיר זה מחייב מפרש בעל שטח גדול על מנת לקבל כוח בסדר גודל מתקבל על הדעת. ככל שיגדל שטח המפרש, כך יגדל הכוח שתפעיל עליו השמש.

רעיון מפרשית השמש איננו חדש. את המחשבות הרציניות הראשונות בכיוון זה הגה רוברט גודרד כבר בשנת 1906. בשנות העשרים של המאה העשרים עסקו בכך גם פרידריך צנדר וקונסטנטין ציולקובסקי. בשנות השבעים של המאה העשרים שקלה נאס"א, סוכנות החלל של ארה"ב, את השימוש במפרשיות שמש לחקר השביט האלי אך הרעיון לא הגיע לכלל ביצוע. עתה, בתחילת המאה העשרים ואחת זוכה מפרשית השמש שוב לתחייה בתכנונים הרציניים. נאס"א עורכת כבר ניסויים בכיוון זה ועוסקת בתכנון ובנייה של מפרשיות שמש בכוונה להתחיל להפעילן כבר בשנים הקרובות.

 דלק - לטוס בלי, להרגיש עם

 מדוע להשתמש במפרשיות שמש להנעה חללית. החלליות של ימינו מבוססות על הנעה רקטית, שהתפתחה והשתכללה מאד בעשרות השנים האחרונות. האם אין זה טבעי יותר להמשיך ולשכלל טכנולוגיה זו במקום להשקיע את המשאבים והזמן בפיתוח טכנולוגיה חדשה לחלוטין?

ובקיצור, בשביל מה זה טוב?

כאמור, החלליות של ימינו מבוססות על טכנולוגיה של הנעה רקטית. מהותה של טכנולוגיה זו היא שריפת דלק ופליטתו מקצה אחד של החללית. פליטה זו גורמת להאצת החללית בכיוון המנוגד לפליטת החומר. עקרון זה מחייב את החללית לשאת עימה כמות עצומה של דלק שכל תפקידו הוא להיפלט החוצה. הדלק, עם המיכלים הנושאים אותו מהווים למעשה את רוב מסת החללית. עקב כך מושקעת רוב האנרגיה, לא להאצת המטען אותו יש עניין להניע בחלל, הנקרא המטען המועיל, אלא בהאצת הדלק, העתיד להיפלט ללא כל שימוש לאחר מכן. יוצא, שעל מנת להאיץ בחלל מטען מועיל כלשהו, יש להשקיע אנרגיה גדולה בהרבה מזו שהייתה נחוצה רק להאצת המטען המועיל עצמו.

אילו ניתן היה להאיץ את המטען המועיל בלבד, או לפחות להשקיע את רוב האנרגיה בהאצתו, הייתה מתקבלת הנעה יעילה יותר, ועקב כך גם זולה יותר, משום שאז היה צורך להשקיע פחות אנרגיה במסה שאיננה מהווה חלק מן המטען המועיל.

את זה בדיוק מאפשרת מפרשית השמש. הדלק המשמש להאצתה נותר מאחור, ואין צורך לשאת אותו ביחד עם החללית. דלק זה הוא כמובן קרינת השמש עצמה.

ההנעה באמצעות קרינת השמש איננה מוגבלת בזמן וזה יתרון נוסף ועצום. מפרשית השמש תואץ כל עוד יהיה מפרשה חשוף לשמש וזאת, ללא צורך להוסיף למסת המפרשית עוד דלק מיותר. לעומתה, ספינת החלל הרקטית נזקקת לדלק בכמות גדולה יותר כדי להאיץ זמן רב יותר.

לשימוש במפרשית שמש קיים גם פן סביבתי. חללית רקטית מותירה מאחוריה כמויות אדירות של חומרי דלק הנפלטים ממנה ועשויים לזהם את סביבתם. מפרשית השמש איננה פולטת כל חומר לסביבה ולכן גם איננה מזהמת אותו.

 

שלל שימושי חלל

 שימושיה של מפרשית השמש הם מגוונים. אחד מהם הוא שליטה במסלולם של לוויינים. מפרשיות שמש יוכלו לשמש לתיקון מסלולי לוויינים המקיפים את כדור הארץ. במקום להשתמש במנועים רקטיים בזבזניים, המצריכים רקטות וחומרי הדף, יוכלו הלוויינים לפרוש מפרשים שיכוונו לשמש ויסיטו את מיקומם לכיוון הרצוי.

מפרשית השמש תוכל גם לשמש לשילוח ספינות חלל מכדור הארץ לירח ובתוך תחומי מערכת השמש.

במפרשית שמש ניתן יהיה להשתמש לשילוח מטענים למקומות מרוחקים במערכת השמש במקרי חירום ולהגיע לשם בזמן קצר. לדוגמה, הטסת מפרשית שמש עם מטען לא גדול אך חשוב, לכוכב הלכת צדק, תארך לא יותר משבועות ספורים וכך היא תוכל לסייע למושבה אנושית בקרבת כוכב הלכת (למשל למושבה הנמצאת על אחד מירחיו) הנקלעת למצוקה.

מפרשית השמש תוכל לשמש גם לטיסות אל מחוץ למערכת השמש שלנו.

 

בעיות ופתרונות - לא הכל ורוד

 אך גם אם זה נשמע כמו פסגת מאווייו של כל מהנדס חלליות, להנעת מפרשיות שמש יש מגרעות ובעיות כבדות משקל. רעיון מפרשית השמש קיים על הנייר מזה עשרות שנים ועצם העובדה שלא נשלחה עד כה כל מפרשית כזו רומזת על חומרת המגבלות. מפרשית שמש אמנם איננה צורכת דלק משל עצמה אך היא צורכת שטח מפרש עצום. אפילו מפרשית צנועה תדרוש שטח של עשרות אלפי מטרים רבועים ועבור מפרשיות המיועדות למשלוח מטענים מסיביים או בני אדם כבר יהיה צורך בשטח של קילומטרים רבועים. עד כה, משמעותם של שטחים עצומים כאלה הייתה מסת מפרש כה אדירה עד שהדבר הפך את בנייתן ושילוחן של מפרשיות שמש לבלתי אפשרי, או לבלתי מעשי. כדי להקטין מסה זו לרמה סבירה שתאפשר הנעה חללית מעשית היה צורך במשטחים דקים ביותר, מחומרים בעלי צפיפות נמוכה ככל האפשר.

המפרשית סובלת מבעיה נוספת והיא חוזק המפרש. המפרש חייב להיות לא רק דקיק באופן בלתי נתפס וגדול מאד בשטחו, אלא בעת ובעונה אחת גם חזק, על מנת שיעמוד בהאצה ולא יישבר או ייסדק בניווט המפרשית.

עוד בעיה, המצטרפת לשתי הקודמות, היא שאת המפרש אין אפשרות לפרוש בעודו על כדור הארץ. יש לאורזו באופן כלשהו, להכניסו לחללית קונבנציונלית, ולשולחו בתוכה לחלל, אל מחוץ לכדור הארץ. רק בהגיעו לשם יש לפורשו למלוא שטחו אל מול השמש. צורך זה מכתיב שיטת אריזה ייחודית.

ואם לא די בדרישות אלה, על המפרש להיות בעל החזרת אור טובה ככל האפשר משום שככל שההחזרה משופרת יותר, כך תואץ יותר המפרשית, עבור אותם תנאי תאורה. 

בעיה לא פחות מהותית מהקודמות ואולי אף יותר, היא עוצמת ההארה של קרינת השמש, ההולכת ופוחתת עם התרחקות המפרשית מן השמש. עוצמת ההארה היא כמות הקרינה הפוגעת ביחידת שטח ביחידת זמן. עוצמת ההארה נמצאת ביחס הפוך לריבוע המרחק ממקור האור. לדוגמה, אם נתרחק למרחק של פי 3 ממקור האור, תקטן עוצמת ההארה פי 32 , זאת אומרת פי 9. עוצמת ההארה בחלל, במרחק 150 מיליון קילומטר מן השמש (המרחק של כדור הארץ מן השמש) היא כ 1.4 קילוואט (קילוואט: הספק של 1000 ג'ול לשניה). במרחק של 600 מיליון קילומטרים מן השמש תהיה עוצמת ההארה קטנה פי  42 , זאת אומרת קטנה פי 16.  לכן, הספק הקרינה במרחק זה יהיה כ 88 וואט בלבד.

עד לאחרונה לא היו בנמצא פתרונות טכנולוגיים מספקים למגבלות אלה, אולם בשנים האחרונות פותחו חומרים חזקים יותר מצד אחד ודקיקים יותר מאידך. נאס"א הציעה לאחרונה דגם של מפרשית שמש בעלת מפרש שעוביו דק מזה של נייר צלופן. כמו כן הוצעו פתרונות משוכללים יותר של קיפול. טכנולוגיות אלה יאפשרו להפוך את חלום מפרשית השמש לממשות כבר בשנים הקרובות.

ומה עושים עם עוצמת ההארה שהולכת ופוחתת עם המרחק? מצד אחד  המפרשית מתרחקת מן השמש עוד ועוד בכוח קרינתה, אולם בה בעת עקב התרחקות זו, הולך ופוחת הכוח שמפעילה הקרינה על המפרשית. לכאורה אין מנוס מהפחתת ההאצה של החללית עם התרחקותה מן השמש.

אבל מוח האדם איננו חדל מלהמציא פתרונות. הפתרון האפשרי מגיע הפעם בצורתו של מתקן לייזר. יתרונה של קרינת הלייזר הוא שאלומת הלייזר ניתן למיקוד באופן מדויק, מבלי לאבד כמעט אנרגית קרינה מעבר לתחום שאליה ממקדים אותה. מתקן הלייזר או מספר מתקני לייזר יותקנו בחללית או במספר חלליות הנעות במסלול סביב השמש (קרוב לשמש עד כמה שאפשר). מתקני לייזר אלה יגלגלו את אנרגית הקרינה של השמש לאנרגית קרינה של לייזר וייצרו אלומה שתכוון למפרשית ותניע אותה. מכיוון שניתן למקד את אלומת הלייזר באופן מדויק כמעט לחלוטין בתנועתה במרחב הרי שגם אנרגית הקרינה שתגיע אל מפרשה של מפרשית השמש כמעט ולא תפחת עם התרחקותה מן השמש.

 

 בחר את המפרשית שלך - סוגי מפרשית

 אחד ההוכחות שהעיסוק במפרשיות שמש הפך לרציני הוא העיסוק בסוגים אפשריים של מפרשיות. קיימים שלושה סוגים עיקריים של מפרשיות שמש:

מפרשית הדיסקה (disk sail): מפרשית שצורתה עיגול והיא מסתובבת סביב צירה. הסיבוב סביב הציר מאפשר את ייצובה במהלך הטיסה. זוהי המפרשית הפשוטה ביותר אך היא בעייתית מבחינת תמרון.

הליוגירו ( heliogyro): מפרשית זו מצוידת בלהבים המסתובבים סביב ציר, כמו רוטור של מסוק. סיבובם הוא שמאפשר את ייצוב המפרשית בטיסתה. את שינוי כיוון טיסתה ניתן לבצע על ידי שינוי שיפוע הלהבים. מפרשית זו נוחה לתמרון.

המפרשית הריבועית (solar square sail): המפרשיות הקודמות מצוידות במפרשים נעים. לעומת זאת, מפרשית זאת מצוידת במפרש קבוע. השליטה בו מושגת על ידי שבשבות קטנות המופעלות בכוח הקרינה הפוגעת בהן. מפרשית ריבועית היא רק שם למפרשית בעלת מפרש קבוע. צורת המפרש אינה חייבת להיות ריבועית בהכרח.

 

פורשים מפרש אל כוכבים רחוקים

 ייתכן שהשימוש המדהים מכולם והשאפתני מכולם למפרשיות שמש יהיה עבור טיסות חלל מרחיקות טווח, טיסות שיעדן יהיה הרחק אל מעבר למערכת השמש שלנו. בגלקסיה שלנו קיימות מאות מיליארדי שמשות וידוע כיום כבר על כוכבי לכת רבים המקיפים שמשות כאלה.  השמש הקרובה ביותר אלינו, מצויה במרחק של שנות אור אחדות. מאחר ששנת אור היא המרחק שעושה האור במשך שנה שלמה, הרי שהמרחקים בהם מצויות שמשות אחרות הם אדירים. מהירות האור היא כ  300,000 קילומטרים בשניה. כדי לקבל את ערכה של שנת אור בקילומטרים יש להשתמש בנוסחת הדרך (אורך הדרך שווה למהירות כפול הזמן) ולכפול את מהירות האור בקילומטרים בשניה, במספר השניות בשנה שלמה (כ 31.5 מליון שניות). נקבל אז מספר אדיר בגודלו -  9,000,000,000,000 קילומטרים או במלים - תשעת אלפים מיליארד קילומטרים. זהו גודלה של שנת אור. השמש הקרובה אלינו ביותר נמצאת בקבוצה של שמשות הקרויה  אלפא קנטאורי. קבוצת שמשות זו מרוחקת מאתנו 4.3 שנות אור והיא מורכבת משלוש שמשות שהקרובה בהן היא פרוקסימה קנטאורי. באמצעי ההנעה החלליים של ימינו תימשך טיסת חלל אל אלפא קנטאורי עשרות אלפי שנים רק בכיוון אחד. מדובר על פרק זמן ארוך בהרבה מתקופת הקיום של התרבות האנושית כולה ולכן ברור שמסע כזה איננו מעשי.

כאן מציעות מפרשיות השמש פתרון אפשרי, גם אם כרוך בהערכות אדירת ממדים ובאמצעים טכנולוגיים שהעידן בו יושגו עדיין רחוק מאיתנו עוד מספר עשרות שנים.

לביצועו של מסע בינכוכבי כזה, הופך גם השימוש במפרשיות שמש כפשוטו לבלתי מעשי. מכיוון שעוצמת ההארה של השמש נמצאת ביחס הפוך לריבוע המרחק ממקור האור, ילך וייחלש הכוח שמפעיל האור על מפרשית המתרחקת מן השמש עד שבצאתה ממערכת השמש גודלו יהיה חלש באופן דרמטי מזה שבקרבת כדור הארץ.  אחת הגרסאות לבנייתה של מפרשית בינכוכבית כזו היא מפרשית שמש בעלת מפרש עצום בגודלו, מפרש שקוטרו 400 קילומטר. משך מסעה של המפרשית לאלפא קנטאורי, יהיה כ 1350 שנה. זו עדיין תקופה ממושכת מדי מכדי להיות מעשית.

האם בכך נסתם הגולל על אפשרות השימוש במפרשית השמש לשם טיסה אל כוכבים רחוקים?

מסתבר שלא.

הפיסיקאי רוברט פורוורד, הציע גרסה שובת לב ומדהימה במקוריותה, של מפרשית חלל. הצעתו עוקפת למעשה את המגבלה הפיסיקלית של עוצמת ההארה הנמצאת ביחס הפוך לריבוע המרחק.

על פי גרסתו של פורוורד, יוקמו לוויינים במסלול סביב השמש ובהם לייזרים. הלייזרים האלה יגלגלו את אנרגית הקרינה המגיעה מן השמש לאנרגית קרינה של לייזר בצורת גלי מיקרו. כפי שהוזכר קודם, יתרון הלייזר הוא שאלומת הקרינה שהוא מפיק ממוקדת מאד וניתן לכוונה אל עצם בלי לאבד כמעט מאנרגית הקרינה גם כשהיא מכוונת אל עצמים מרוחקים מאד. הלוויינים שבהם יימצאו מתקני הלייזר, ייצרו אלומת קרינת מיקרוגל חזקה. זו תכוון אל מפרשית חלל ותניע אותה. מכיוון שאלומת הלייזר ניתנת למיקוד כמעט מוחלט, הרי שאנרגית הקרינה של הלייזר, הפוגעת במפרשית ומניעה אותה, כמעט ולא תפחת עם התרחקות המפרשית מן השמש.

אלומת הלייזר שתשוגר אל המפרשית תשמש לא רק להנעתה כי אם גם להפעלת מכשיריה.

הקמת לוויינים כאלה תעלה בודאי הון עתק אולם הם ינוצלו גם לשימושים אחרים מעבר להנעת המפרשית. הקרינה האדירה שיפיקו הלייזרים תוכל לשמש את כדור הארץ לאספקת אנרגיה אליו, להשמדתה של פסולת חלל המקיפה אותו וכן להשמדתם בעוד מועד של גופי חלל גדולים המאיימים לפגוע בו ולהמיט עליו אסון.

הספקה של אלומת האור יהיה אדיר בממדיו. הספק זה יגיע לאלפים רבים של מגאוואטים.

הצעתו של פורוורד תצמצם את משך מסעה של מפרשית חלל באופן דרמטי. על פי אחד מרעיונותיו, תיבנה מפרשית שקוטר המפרש שלה הוא קילומטר אחד וייעשה שימוש באלומת גלי מיקרו של 10,000 מגאוואט. מפרשית כזו תוכל לשאת מכשירים שמסתם הכוללת 16 גרם בלבד, אולם היא תוכל להאיץ את מהירותה ל 0.2 ממהירות האור תוך ימים ספורים. מדובר על מהירות בת 60,000 קילומטרים לשנייה! במהירות זו, תוכל המפרשית להגיע לאלפא קנטאורי ב 20 שנה בלבד.

רעיון מדהים ושאפתני הרבה יותר של פורוורד הוא מפרשית חלל אדירת ממדים שקוטר המפרש שלה 1000 קילומטרים! שטחו של מפרש כזה הוא כ 800 אלף קילומטרים רבועים, כגודל שטחה של מדינה גדולה. לשם המחשה, כל שטח מדינת ישראל הוא כ 20 אלף קילומטרים רבועים. שטח המפרש יהיה אם כן גדול משטח ישראל פי 40.

המפרש יהיה דמוי דיסקה המורכבת משלושה חלקים. החלק הראשון הוא טבעת גדולה שקוטרה 1000 קילומטרים. חלק זה הוא הגדול ביותר בשטחו מבין כל החלקים.  חלק פנימי יותר יהיה גם הוא טבעת הנכנסת בתוך הטבעת הגדולה. החלק השלישי יהיה עיגול הנכנס בדיוק בתוך הטבעת הפנימית. כך, כאשר שלושת החלקים האלה משולבים ביחד אחד בתוך השני, הם מרכיבים את המפרש דמוי הדיסקה.

בשלב ראשון תנוע החללית כדיסקה אחת עם שלושת החלקים ממנה היא מורכבת.

אלומת הלייזר החזקה, המגיעה מכיוון השמש שלנו, תכוון אל המפרשית ותאיץ אותה אל מחוץ למערכת השמש. האלומה תכוון תחילה אל עדשה מסוג מיוחד, עדשה ענקית בממדיה, וזו תטה אותה אל המפרשית. כאשר תגיע המפרשית למהירות הרצויה תופסק פעולת האלומה והמפרשית תמשיך לשייט אל יעדה בחלל עד שתגיע לקרבתו.

האם מסתיים כאן תפקידה של האלומה?

כלל לא.

כדי שהחללית תגיע ליעדה יש להאיטה בהגיעה אליו, שאם לא כן תפסח המפרשית על הכוכב ותמשיך הלאה אל תוך מרחבי החלל . ואולם המפרשית תגיע אל הכוכב במהירות כה אדירה עד שאין זה מעשי לצפות ממנוע רקטי רגיל לעשות את מלאכת ההאטה.

כאן אנו מגיעים לשלב הבא במסעה של מפרשית החלל, מרכיב מרתק נוסף ברעיונו של פורוורד. זהו השלב של בלימת החללית.

בהגיע מפרשית החלל לקרבת כוכב היעד מופעלת שוב אלומת הלייזר מכיוון השמש שלנו, ומכוונת אל המפרשית, המצויה עתה כבר במרחק עצום מן השמש. הטבעת הגדולה, שהיא החלק בעל השטח הגדול ביותר מבין שלושת החלקים, נפרדת מן המפרשית ונעה קדימה. חלק זה הוא עתה הרחוק ביותר מן השמש שלנו. שני החלקים הפנימיים יותר, המשולבים זה בזה בצורת דיסקה שקוטרה 320 קילומטרים,  נמצאים בין השמש שלנו לבין החלק החיצוני שזה עתה נפרד מן המפרשית.

החלק הטבעתי הגדול משמש עתה כמאיט.

כיצד?

הקרינה המגיעה אל חלק זה, מוחזרת אל הדיסקה המורכבת משני החלקים הנותרים. הקרינה מגיעה אל הדיסקה בכיוון המנוגד לכיוון תנועתה של זו האחרונה. עקב כך, הכוח המופעל על הדיסקה גורם להאטת מהירותה בהדרגה. המפרשית מגיעה אל יעדה כשהיא מואטת. אז היא מתמקמת סביבו ומתחילה לחקור אותו.

הטבעת הגדולה, שהאיטה את מרוצת המפרשית סיימה את תפקידה ואין בה עוד כל חפץ. היא ממשיכה לדהור אל תוך תהומות החלל, מותירה אחריה את המפרשית הממוקמת סביב הכוכב.

בהיותה ביעדה מתמרנת המפרשית (או ליתר דיוק - מה שנותר ממנה) סביב כוכב היעד שלה, בוחנת אותו וחוקרת אותו. את התמרונים היא מבצעת באמצעות הקרינה הבוקעת מכוכב היעד, תוך שהיא מתפקדת כמפרשית שמש רגילה (ללא שימוש בלייזר).

הגיעה העת לחזור למערכת השמש.

עתה נפרדים שני החלקים הנותרים, זה מזה. החלק הטבעתי הקטן מופרד מן  הדיסקה הפנימית שקוטרה 100 קילומטרים כך שהדיסקה מצויה בין השמש שלנו לבין כוכב היעד. מה שעשתה הטבעת הגדולה לקראת הגעת המפרשית אל כוכב היעד, עושה עתה הטבעת הקטנה, רק לצורך אחר. אלומת הקרינה המגיעה מן השמש שלנו אל הטבעת מוחזרת אל הדיסקה שנותרה, פוגעת בה ומאיצה אותה אל עבר מערכת השמש. שוב, החלק הטבעתי נותר בתהומות החלל הרחוקים בה בשעה שהמפרשית עושה את דרכה הביתה, אל מערכת השמש שלנו. בהגיעה אל מערכת השמש שלנו, מואטת המפרשית על ידי פגיעה ישירה של אלומת הלייזר המגיעה ממערכת השמש, בדיסקה.

תם המסע הארוך. מפרשית החלל שבה הביתה.

 

מפרשית השמש - חלום באספמיה או ממשות עתידנית?

 האם  רעיון מפרשית השמש ישאר רק בגדר רעיון אקזוטי מעניין ומרתק, גם אם אפשרי ומבוסס מבחינה מדעית וטכנולוגית? האם יהיה זה רעיון שיככב רק במוחותיהם הקודחים של מדענים ומהנדסים יצירתיים ושל קהל מצומצם של נלהבים לעניין?

והאם יתכן שדווקא יתמזל מזלה של המפרשית וההפך הוא שיתרחש? האם יתכן שאנשים וגופים נועזים ישכילו להגשים במרוצת הזמן את הרעיון וירתמוהו לשכלול טיסות החלל? 

עד כמה שניתן לשפוט, נראה שעתיד ההנעה באמצעות כוח הקרינה הוא ורוד. מפרשיות שמש נידונות ברצינות רבה במסגרות שונות ודגמים שונים שלהן  מעסיקים את מוחותיהם של מתכננים. נאס"א , סוכנות החלל של ארה"ב בוחנת במלוא כובד הראש את בנייתן של מפרשיות שמש ושילוחן לחלל הרחוק. אין מדובר בעתיד הרחוק והבלתי נראה לעין אלא דווקא בעתיד הקרוב.

יש להניח שמפרשיות שמש יהיו כלי הנעה חללי רווח מאד במהלך המאה העשרים ואחת. אולם הוא לא יהיה היחיד. לצד שיטת הנעה מרתקת זו יתפסו את מקומם גם אמצעי הנעת חלל אחרים כגון הנעה גרעינית שתניע ספינות חלל באמצעות אנרגיה גרעינית. גם מקומו של אמצעי ההנעה הרקטי מן הסוג המקובל בימינו ימשיך כפי הנראה להיות רווח עוד שנים רבות.

אם יתגשמו הציפיות ממפרשית השמש, יעמוד לרשותנו במאה זו ומעבר לה, כלי חלל אלגנטי, חסכוני ומהיר מאד שיוכל לשמש אותנו במגוון של צרכים ולמגוון של מטרות בחלל הקרוב והרחוק.

 

עוסק מזה שנים רבות בפיתוח תכניות לימודים במדע וטכנולוגיה במסגרות שונות, בעיקר במסגרת האגף לתכנון ולפיתוח תכניות לימודים במשרד החינוך, מרצה בנושאים של הוראת המדעים וחינוך מתוקשב, מחבר מאמרי מדע פופולאריים המתפרסמים בבמות שונות כגון גליליאו וגליליאו צעיר. פירסם מספר ספרי מדע בדיוני, רובם לילדים וכן סיפורי מדע בדיוני רבים בכתבי עת שונים.

בעל תואר ראשון בפיזיקה ותואר שני בחינוך בתחום פיתוח תכניות לימודים.

תחומי עניין של המחבר הם, בין השאר, פיזיקה ,מדעי החלל, חינוך, חינוך מתוקשב, עתידנות, מדע בדיוני, אינטרנט.
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך:

שליחת המאמר שלח לחבר  הדפסת המאמר הדפסת המאמר  קישור ישיר למאמר קישור ישיר למאמר  דווח מאמר בעייתי דווח על מאמר בעייתי  כתוב לכותב המאמר פניה לכותב המאמר  פרסום המאמר פרסום המאמר 

©2017
כל הזכויות שמורות

מורנו'ס - שיווק באינטרנט

אודותינו
שאלות נפוצות
יצירת קשר
יתרונות לכותבי מאמרים
מדיניות פרטיות
רשימת כותבים
כותבים מומחים
עלינו בעיתונות
מאמרים חדשים
פרסם אצלנו
לכותבי מאמרים: פתיחת חשבון חינם
כניסה למערכת
יתרונות לכותבי מאמרים
תנאי השירות
הנחיות עריכה
לבעלי אתרים:



מדיה חברתית:
חלון מאמרים לאתרך
תנאי שימוש במאמרים
ערוצי מאמרים ב-RSS Recent articles RSS


מאמרים בפייסבוק מאמרים בטוויטר מאמרים ביוטיוב