NASAn Langley Research Centerin tiimi ja sen yhteistyökumppanit NASAn Ames Research Centeristä, Nano Avionicsista ja Santa Claran yliopiston robotiikkajärjestelmien laboratoriosta kehittävät Advanced Composite Solar Sail System (ACS3) -alusta. Kyseessä on kevyt, avattava komposiittipuomi ja aurinkopurjejärjestelmä, eli komposiittipuomia käytetään ensimmäistä kertaa aurinkopurjeissa radalla.
Järjestelmä toimii aurinkoenergialla ja voi korvata rakettien polttoaineita ja sähkökäyttöisiä propulsiojärjestelmiä. Auringonvaloon luottaminen tarjoaa vaihtoehtoja, jotka eivät välttämättä ole mahdollisia avaruusalusten suunnittelussa.
Komposiittipuomi otetaan käyttöön 12-yksikön (12U) CubeSat-satelliitilla, joka on kustannustehokas nanosatelliitti, jonka mitat ovat vain 23 cm x 34 cm. Perinteiseen metalliseen avattavaan puomiin verrattuna ACS3-puomi on 75 % kevyempi ja lämpömuodonmuutos kuumennettaessa on 100 kertaa pienempi.
Avaruudessa CubeSat ottaa aurinkopaneelin ja komposiittipuomin nopeasti käyttöön, mikä kestää vain 20–30 minuuttia. Neliönmuotoinen purje on valmistettu joustavasta, hiilikuidulla vahvistetusta polymeerimateriaalista ja on noin 9 metriä pitkä kummaltakin puolelta. Tämä komposiittimateriaali sopii erinomaisesti tehtäviin, koska se voidaan rullata kokoon kompaktia säilytystä varten, mutta se säilyttää silti lujuutensa eikä taivu ja vääntyile lämpötilan muutoksissa. Aluksen kamera tallentaa avatun purjeen muodon ja linjauksen arviointia varten.
ACS3-tehtävän komposiittipuomia varten kehitettyä teknologiaa voidaan laajentaa tulevaisuuden 500 neliömetrin aurinkopurjetehtäviin, ja tutkijat työskentelevät jopa 2 000 neliömetrin kokoisten aurinkopurjeiden kehittämiseksi.
Tehtävän tavoitteisiin kuuluu purjeiden onnistunut kokoaminen ja komposiittipuomien käyttöönotto matalalla kiertoradalla purjeiden muodon ja suunnittelun tehokkuuden arvioimiseksi sekä tiedon kerääminen purjeiden suorituskyvystä, jotta voidaan tarjota tietoa suurempien tulevaisuuden järjestelmien kehittämistä varten.
Tutkijat toivovat keräävänsä ACS3-tehtävältä dataa suunnitellakseen tulevaisuuden järjestelmiä, joita voidaan käyttää miehitettyjen etsintälentojen, avaruussäävaroitussatelliittien ja asteroidien tiedustelulentojen viestintään.
Julkaisun aika: 13.7.2021
