Tıpkı deniz meltemlerinin yelkenlileri Dünya’da denizde ilerletmesi gibi, güneş radyasyonu da bir gün uzay gemilerini yıldızlar arasında hareket ettirebilir. Ya da en azından Fransız start-up’ın umudu bu Gama.
Havacılık ve uzay şirketi, 2020’de Louis de Gouyon Matignon, Thibaud Elziere ve Andrew Nutter tarafından, hedefi uzay aracı için bir itme aracı olarak ışık kullanacak düşük maliyetli bir güneş yelkeni geliştirmek olan kuruldu. Gama, Ekim ayında teknolojisini uzayda sergilemek için Fransız Kamu Yatırım Bankası (BPI), Fransız Uzay Ajansı (CNES) ve melek yatırımcılardan 2 milyon fon topladı. Bu görev, bir SpaceX Falcon 9 roketinde bir CubeSat’ın fırlatıldığını görecek ve ardından 789 fit karelik bir güneş yelkeni 342 mil yükseklikte açılacak.
Nutter, TechCrunch’a “Dünyada pek çok şeyi test edebiliriz, ancak bu boyutlarda konuşlandırmayı test etmek yalnızca uzayın sıfır yerçekiminde yapılabilir” diyor. (Boyutlar, yelkenin yaklaşık 10 metre genişliğinde olması gerektiğini gösteriyor.)
Güneş yelkenleri tam olarak yeni bir buluş değildir. İlk olarak, 1608’de diğer astronom Galileo Galilei’ye yazdığı bir mektupta onlar hakkında kafa yoran astronom Johannes Kepler tarafından kuramlaştırıldılar. Ancak bir güneş yelkeninin ilk başarılı yerleşimi 2010’a kadar gerçekleşmedi: IKAROS “uzay yat”. Japonya Havacılık ve Uzay Araştırma Ajansı (JAXA). Aynı yıl NASA, NanoSail-D’yi piyasaya sürdü ve 2019’da uzay savunma grubu Planetary Society, LightSail 2’yi piyasaya sürdü.
Şimdi Gama dışında birçok kuruluş yeni güneş yelken misyonları geliştiriyor. NASA’nın Gelişmiş Kompozit Güneş Yelken Sistemi (ACS3), Illinois merkezli NanoAvionics’in 800 metrekarelik bir güneş yelkenli bir uzay aracı tasarlamasına sahip olacak. Breakthrough Initiatives’in 100 milyon dolar fon alan Breakthrough Starshot görevi, 4.7 ışıkyılı uzaklıkta bulunan yıldız sistemi Alpha Centauri’ye yüzlerce küçük güneş yelkenli uzay aracı filosu göndermeyi planlıyor.
Gama, önceki ve mevcut görevlerden iki şekilde farklıdır. Nutter, “İlk olarak, Gama’daki ekip son derece hızlı bir şekilde tekrarlamaya ve hareket etmeye çalışıyor, birçok güneş yelkeninden ilkini rekor sürede fırlatıyor” diyor. “İkincisi, uyduyu hafifçe döndürerek ve yelkenimizin taç yapraklarını açmak için ortaya çıkan merkezkaç kuvvetini kullanarak yelkeni açıyoruz. Bu, yapısal ağırlıktan tasarruf etmemize ve zamanı gelince çok daha büyük yüzeyler yerleştirmemize olanak tanıyor.”
İlk lansmanından çok önce, şirket zaten ikinci misyonunu tasarlıyor – daha yüksek irtifada konuşlanacak ve Nutter’e göre “yelkeni yönlendirebileceğimizi ve geleneksel tahrik teknolojilerine güvenilir, düşük maliyetli bir alternatif sunabileceğimizi gösterecek”.
Güneş yelkenleri, rüzgarı oluşturan hava molekülleri yerine tahrik için fotonları kullanmaları dışında, geleneksel yelkenlerle neredeyse aynı şekilde çalışır. Fotonların kütlesi olmamasına rağmen, uzayda seyahat ederken momentumları, bir uzay aracını hareket ettirebilen bir yansıtıcı yüzeye – Mylar’dan veya bir poliamidden yapılmış bir güneş yelkenine – aktarılabilir. Kuvvet hafiftir, ancak uzay boşluğunda hızla toplanabilir. Bir güneş yelkeninin bir uzay aracını ışık hızının yüzde 20’sine kadar itmesi mümkündür – ancak bu biraz zaman alacaktır.
Bu, uzay aracının taşıması gereken itici gaz miktarını ortadan kaldırmasına (veya en azından azaltmasına) izin vererek, diğer kullanımlar için gemideki kütleyi serbest bırakacaktır. Araç teorik olarak süresiz olarak hareket ettirilebildiğinden, güneş yelkenlerinin kullanılması bir uzay aracının görev süresini de uzatabilir. Bu, uzun süreli derin uzay görevleri için çok önemli olacak, bu da teknolojiyi daha da geliştirmeye neden bu kadar ilgi olduğunu açıklıyor.