درست همانطور که نسیم دریا قایق های بادبانی را در سراسر دریای زمین می راند، تابش خورشیدی ممکن است روزی بتواند سفینه های فضایی را بین ستاره ها به حرکت درآورد. یا حداقل این امید استارتاپ فرانسوی گاما است.
این شرکت هوافضا در سال 2020 توسط Luis de Guillon Matignon، Thibaut Elsier و Andrew Nutter تأسیس شد که هدف آن توسعه یک بادبان خورشیدی ارزان است که از نور به عنوان وسیله ای برای رانش فضاپیماها استفاده می کند. گاما 2 میلیون دلار بودجه از بانک سرمایه گذاری عمومی فرانسه (BPI)، آژانس فضایی فرانسه (CNES) و سرمایه گذاران فرشته جمع آوری کرد تا فناوری خود را در ماه اکتبر در فضا به نمایش بگذارد. در این ماموریت، CubeSat با موشک فالکون 9 اسپیس ایکس پرتاب خواهد شد و پس از آن یک بادبان خورشیدی 789 فوت مربعی در ارتفاع 342 مایلی باز خواهد شد.
ناتر به TechCrunch گفت: «ما می‌توانیم چیزهای زیادی را روی زمین آزمایش کنیم، اما آزمایش اجرای این ابعاد فقط با گرانش صفر در فضا انجام می‌شود. (ابعاد نشان می دهد که قطر بوم باید حدود 10 متر باشد.)
پنل های خورشیدی اختراع کاملا جدیدی نیستند. آنها برای اولین بار توسط ستاره شناس یوهانس کپلر، که در نامه ای به ستاره شناس همکار خود گالیله گالیله در سال 1608 در مورد آنها منعکس شد. آژانس اکتشاف (JAXA). در همان سال، ناسا NanoSail-D را پرتاب کرد و در سال 2019، گروه حامی فضایی، انجمن سیاره‌ای، LightSail 2 را پرتاب کرد.
در حال حاضر بسیاری از سازمان ها، علاوه بر گاما، در حال توسعه ماموریت های جدید برای بادبان های خورشیدی هستند. منظومه شمسی مرکب پیشرفته ناسا (ACS3) شرکت NanoAvionics مستقر در ایلینوی را به طراحی یک فضاپیمای خورشیدی 800 فوت مربعی هدایت خواهد کرد. ماموریت Breakthrough Starshot Breakthrough Initiatives که 100 میلیون دلار بودجه دریافت کرد، قصد دارد ناوگانی متشکل از صدها فضاپیمای کوچک با انرژی خورشیدی را به سامانه ستاره ای آلفا قنطورس 4.7 سال نوری بفرستد.
گاما از دو جهت با ماموریت های قبلی و فعلی متفاوت است. ناتر می گوید: “اول، تیم گاما تلاش می کند تا تکرار کند و بسیار سریع حرکت کند و اولین خورشید از بسیاری از خورشیدها را در زمان بی سابقه ای رها کند.” «دوم، بادبان را با چرخاندن کمی ماهواره و استفاده از نیروی گریز از مرکز به دست آمده برای باز کردن گلبرگ‌های بادبان باز می‌کنیم. این به ما امکان می دهد در وزن سازه صرفه جویی کنیم و سطوح بسیار بزرگتر را به موقع مستقر کنیم.
به گفته Nutter، مدت‌ها قبل از اولین پرتاب، این شرکت در حال طراحی دومین ماموریت خود است – ماموریتی که در ارتفاعات بالاتر مستقر می‌شود و “نشان می‌دهد که ما می‌توانیم خط را مدیریت کنیم و یک جایگزین ارزان قیمت قابل اعتماد برای فناوری پیشرانه سنتی ارائه کنیم.”
بادبان های خورشیدی تقریباً شبیه بادبان های سنتی عمل می کنند، با این تفاوت که آنها به جای مولکول های هوا که باد را تشکیل می دهند، از فوتون ها برای به حرکت درآوردن استفاده می کنند. اگرچه فوتون ها جرمی ندارند، اما تکانه آنها در حین حرکت در فضا می تواند به یک سطح بازتابنده – یک بوم خورشیدی ساخته شده از مایلار یا پلی آمید – منتقل شود که می تواند یک فضاپیما را تغذیه کند. نیرو سبک است، اما در خلاء فضا می توان به سرعت اضافه کرد. این امکان وجود دارد که بادبان خورشیدی یک فضاپیما را تا 20 درصد سرعت نور به حرکت درآورد – اگرچه این کار مدتی طول می کشد.
این به فضاپیما اجازه می دهد تا مقدار سوختی را که باید حمل کند حذف کند (یا حداقل کاهش دهد) و جرم را برای اهداف دیگر آزاد کند. استفاده از بادبان های خورشیدی همچنین می تواند مدت زمان ماموریت فضاپیما را افزایش دهد، زیرا از نظر تئوری وسیله نقلیه می تواند به طور نامحدودی رانده شود. این امر برای مأموریت‌های طولانی‌مدت در اعماق فضایی بسیار مهم است، که توضیح می‌دهد که چرا چنین علاقه‌ای به توسعه فناوری بیشتر وجود دارد.