solárny vietor jakub višňovský 2-804-2

17
TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH LETECKÁ FAKULTA SOLÁRNY VIETOR Zápočtová práca 2014 Bc. Jakub Višňovský

Upload: jakub-visnovsky

Post on 23-Jan-2018

61 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH LETECKÁ FAKULTA

SOLÁRNY VIETOR Zápočtová práca

2014 Bc. Jakub Višňovský

Page 2: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH LETECKÁ FAKULTA

SOLÁRNY VIETOR Zápočtová práca

Študijný program: Prevádzka Lietadiel

Študijný odbor: 5.2.4. Motorové vozidlá, koľajové vozidlá, lode a lietadlá

Školiace pracovisko: Katedra Avioniky (KA)

Školiteľ: Ing. Ján Kabát, PhD.

Konzultant: Ing. Ján Kabát, PhD.

2014 Košice Bc. Jakub Višňovský

Page 3: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

Obsah Zoznam obrázkov ............................................................................................................................... 4

1. Slnko - zdroj slnečného vetra ..................................................................................................... 5

2. Vzťah Slnka a planéty Zem ......................................................................................................... 6

3. Slnečný vietor ako „Zlý pán“ ...................................................................................................... 9

4. „Dobrý sluha“ v službách cestovania vesmírom ...................................................................... 11

5. Prvý úspešný krok - „Solárny drak" Ikarus ............................................................................... 12

6. Vesmírne plavidlo budúcnosti poháňané „solárnym vetrom“ ................................................. 13

6.1. Solárna plachetnica, už nie iba pohon budúcnosti .......................................................... 13

6.2. Aktuálny projekt „solárnej plachetnice“ .......................................................................... 14

7. Záver ......................................................................................................................................... 16

Zoznam použitej literatúry ............................................................................................................... 17

Page 4: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

Lf KA

4

Zoznam obrázkov

Obr. 1 Centrálna hviezda nášho systému, Slnko ........................................................................... 5

Obr. 2 Neustále formovanie zemskej magnetosféri ..................................................................... 6

Obr. 3 Čoraz častejšia svetelná šou s názvom „Polárna Žiara“ ..................................................... 7

Obr. 4 Schéma heliosféry z bočného pohľadu .............................................................................. 8

Obr. 5 Odpočúvanie polárnej žiari v podaní vedcov na Špicbergoch ............................................ 9

Obr. 6 Úspešný projekt IKAROS naštartoval doslova novú éru ................................................... 12

Obr. 7 Jedna z mnohých alternatív, konštrukcie solárnej plachetnice ....................................... 13

Obr. 8 Alternatíva pohonnej jednotky s použitím viacerých drôtikov ........................................ 15

Obr. 9 Slnečná sústava – Solar System ........................................................................................ 16

Page 5: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

Lf KA

5

1. Slnko - zdroj slnečného vetra

Slnko - nám najbližšia hviezda , tzn. hviezda hlavnej postupnosti , ktorá sa nachádza

vo vzdialenosti 149,6106 km od Zeme . Ide o horúcu plazmatickú guľu s priemerom 1,392106 km ,

teplotou na povrchu 5 780 K , teplotou v centre približne 15106K a žiarivým výkonom 3,8461026 W.

Zdrojom energie je jadrová syntéza , pri ktorej sa za každú sekundu zlúčia v jadre slnko 700

miliónov ton vodíka na hélium .

Slnečné žiarenie - je elektromagnetické žiarenie širokého spektra , od dlhovlnného rádiového

žiarenia až po röntgenové , ktoré vyžaruje Slnko . V blízkosti Zeme má tok energie slnečného

žiarenia hodnotu približne 1,4 kW/m2 .

Obr. 1 Centrálna hviezda nášho systému, Slnko

Tlak elektromagnetického žiarenia - tlak , ktorý vyvoláva dopadajúce elektromagnetické

žiarenie . V prípade , že sa žiarenie na povrchu telesa pohlcuje , zmena hybnosti telesa po dopade

jedného fotónu je rovná hybnosti tohto fotónu . Ak sa fotón odrazí , je zmena hybnosti

dvojnásobná . Tlak slnečného žiarenia sa rovná jednej tretine hustoty energie tohto žiarenia .

Page 6: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

Lf KA

6

2. Vzťah Slnka a planéty Zem

Zo Slnka neustále prúdi do okolitého priestoru prúd častíc (protónov, elektrónov, jadier hélia).

Nazýva sa slnečný vietor. Hlavným zdrojom slnečného vetra je rozpínajúca sa koróna a častice

vyvrhnuté do priestoru priamo zo spodných vrstiev atmosféry, napr. pri erupciách a ďalších

búrlivých dejoch. Dosahuje rýchlosť 300 až 1200 km/s, stredná hustota častíc slnečného vetra je

približne 10 častíc/m3. Prostredníctvom slnečného vetra stráca Slnko každú sekundu asi 300 000

ton. Častice slnečného vetra sú takmer úplne ionizované a preto so sebou odnášajú do priestoru

magnetické pole Slnka.

Obr. 2 Neustále formovanie zemskej magnetosféri

Častice slnečného vetra zachytené magnetosférou Zeme padajú pozdĺž siločiar dolu do polárnych

oblastí. Tam excitujú atómy atmosféry, ktoré potom žiaria podobne ako neónové lampy. Tento jav

nazývame polárnou žiarou.

Polárna žiara (aurora) je svetelný úkaz vo vysokej atmosfére. Najčastejšie sa vyskytuje okolo

severného a južného magnetického pólu. Niekedy zasiahne do nižších geografických šírok,

výnimočne do tropických oblastí. Pozorujeme ju vo výškach 60 - 1000 km. Elektrická energia

vyprodukovaná priemernou polárnou žiarou (trvajúcou 3 h na rozlohe 1 mil. km2) je približne

100 mil. kWh, čo je týždenná spotreba energie štvrťmiliónového mesta.

Page 7: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

Lf KA

7

Obr. 3 Čoraz častejšia svetelná šou s názvom „Polárna Žiara“

Polárne žiary sa vyskytujú súčasne pri severnom i južnom magnetickom póle, pričom tvary a

priebeh sú na oboch póloch symetrické. Horný okraj žiary je červený, spodný fialový až modrý,

uprostred zelený. Vo výškach nad 200 km žiaria do červena atómy kyslíka. V rozmedzí

100 - 200 km žiaria atómy dusíka do modra a kyslíka do zelena. V najnižších častiach žiaria

molekuly dusíka karmínovo. Bledé zelené žiarenie kyslíka býva tak intenzívne, že môže prehlušiť

všetky ostatné farby.

Tvary polárnych žiar, ich zmeny a pohyby sú rozmanité. Táto pestrosť je spôsobená zložitou

interakciou zemskej magnetosféry s nabitými časticami so Slnka a s magnetickým poľom, ktoré so

sebou prinášajú. Výskyt polárnej žiary kolíše so slnečnou činnosťou. V dobe vyššej činnosti sa žiary

vyskytujú častejšie.

Slnečný vietor vydúva v okolí Slnka "bublinu" v medzihviezdnej látke. Nazývame ju heliosféra.

Heliosféra (heliomagnetosféra) je priestor sýtený slnečným vetrom, naplňovaný slnečnou

plazmou. Rozloha tohto priestoru nám zatiaľ nie je ešte známa, rozsah a charakter hraníc by mali

presnejšie určiť medziplanetárne sondy Voyager I a II. Za hranicu heliosféry považujeme oblasť,

kde slnečná plazma stráca energetickú prevahu nad galaktickým vetrom. Veľkosť heliosféry sa

Page 8: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

Lf KA

8

mení v závislosti od slnečnej aktivity. Je priebežne doplňovaná slnečnou plazmou, ktorá však môže

mať i diskontinuálny charakter - nárazové vlny či plazmové oblaky od erupcií (slnečná búrka).

Keďže rotačná os Slnka je takmer totožná s magnetickou osou, galaktický vietor stláča heliosféru

na čelnej strane a odvieva na strane druhej (podobne ako slnečný vietor formuje zemskú

magnetosféru).

Obr. 4 Schéma heliosféry z bočného pohľadu

Medzihviezdny plyn (hviezdny vietor) obteká heliosféru. Menej nabité častice kozmického

žiarenia sa od hraníc heliosféry odkláňajú, prúd neutrálnych častíc preniká ďalej do stredu.

V oblasti slnečného rovníka približne +/- 15° však existuje prúdová medzivrstva, rozdeľujúca

magnetické pole na dve sféry opačnej polarity. V tejto vrstve je magnetické pole takmer nulové.

Pri premene magnetickej polarity slnečného poľa sa mení i magnetická polarita v heliosfére s

miernym meškaním. Prechod Zeme medzivrstvou, t.j. hranicou polarít, vyvoláva v sfére Zeme celý

rad efektov, napr. geomagnetické a ionosferické poruchy s priamym dôsledkom na ostatné sféry.

Oblasť v ktorej už nie je sila slnečného vetra dostatočne silná, aby odtlačila medzihviezdnu látku

sa nazýva heliopauza. Vzdialenosť k heliopauze nie je presne známa a značne sa mení podľa

aktuálnej rýchlosti slnečného vetra a lokálnej hustoty medzihviezdnej látky. Leží približne

v trojnásobnej vzdialenosti Neptúna od Slnka.

Page 9: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

Lf KA

9

3. Slnečný vietor ako „Zlý pán“

Podľa predpovedí NASA by Slnko v prvých mesiacoch roka 2014 malo vystupňovať svoju aktivitu

v rámci cyklu. Silná slnečná búrka , teda orkán častíc ženúci sa vesmírom , by mohol silno otriasť

magnetickým štítom Krajina a vyradiť z prevádzky niektoré dôležité zložky našej technickej

infraštruktúry .

Obr. 5 Odpočúvanie polárnej žiari v podaní vedcov na Špicbergoch

Slnečný vietor dokáže v polárnych oblastiach planéty Zem roztancovať magickými svetlami . Ale ak

sa vinou silnejšie slnečnej aktivity zmení v orkán , môže pretechnizovanému svetu pripraviť vážne

problémy . Tak ako v nasledujúcich mesiacoch.

Hrubú predstavu o tom , čo by sa mohlo stať , máme vďaka skúsenosti so slnečnou búrok

z 13. marca 1989 . Vtedy sa počas 90 sekúnd zrútila elektroenergetická sieť v kanadskej provincii

Quebec , šesť miliónov ľudí sa na 9 hodín ocitlo bez prúdu , milión obyvateľov dokonca ešte dlhšie.

Škody spôsobené výpadkom dodávok sa odhadujú na 5 miliárd eur.

John Kappenman sa zaoberal analýzou spomínaného aj radu ďalších „blackout“ . Už 30 rokov

pracuje ako elektrotechnik vo firme Storm Analysis Consultants na špecifikáciu účinku slnečných

búrok a návrhoch efektívnych protiopatrení . Skúsenosť ho naučila , že Achillovou pätou

elektrických sietí zostávajú transformátory vysokého napätia . Ich uzemňovacím káblom môže

pri slnečných búrkach - ako sa energetikom podarilo namerať v Škandinávii - prúdiť aj viac než 100

ampérov a poškodiť vinutie . Ak potom vysadí niekoľko týchto nákladných zariadení zároveň ,

Page 10: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

Lf KA

10

oprava a plné sprevádzkovanie siete sa citeľne pretiahnu aj predraží - dodacie lehoty týchto

zariadení sa pohybujú okolo jedného roka .

Pritom nejde iba o elektrické osvetlenie . V tuneloch by uviazli vlaky metra i električky , vysadili

semafory , nefungovali by čerpacie stanice , pretože sa spoliehajú na elektrické čerpadlá . Pokazilo

by sa tovar v mraziacich boxoch nákupných centier a po vyčerpaní kapacít núdzových

akumulátorov mobilných operátorov by sa porúčal aj telefónnej siete . Na kratšiu či dlhšiu dobu by

sa ochromila aj lekárska starostlivosť , nedostatok palív by vyprázdnil supermarkety , netrvalo by

dlho a obyvateľstvu by sa začalo nedostávať čistej vody .

Okrem elektrickej siete by silná slnečná búrka zrazila do kolien aj komunikačné systémy .

A pri rozvírili ionosfére by sa porúčala aj letecká doprava . Rádiové spojenie medzi pilotom a

riadiacou vežou predsa stojí na krátkovlnnom pásme , schopnom prekonávať obzvlášť veľké

vzdialenosti , a to vďaka odrazom práve od ionosféry . Pri slnečnej búrke by sa žiaduce jav vytratil .

Leteckým spoločnostiam by nezostalo nič iné, než prejsť na satelitnú komunikáciu . To ale nejde v

prípade letov cez severný pól , pretože vo vysokých zemepisných šírkach nie je možné nadviazať

spojenie so žiadnym zo satelitov . Lety medzi Severnou Amerikou a Áziou by sa tak museli

predisponovať južnejšie . Núdzové opatrenia , stratený čas a palivo by každý let predražili o

desiatky tisíc eur . Deformácia ionosféry by navyše viedla k rušeniu signálov navigačných družíc , je

jedno , či systémov GPS , Galileo , či iných .

Určenie polohy bodu na povrchu zeme by sa tak mohlo odchýliť o 50 až 100 metrov od

skutočnosti . Síce nič tragické pre nás , kto hľadáme niečiu adresu , ale zato vážny problém

napríklad pri ťažbe ropy na mori , kde signály GPS rozhodujú o presnom umiestnení plošiny nad

vrt . Nehovoriac o pilotoch , ktorí sa môžu v hustej premávke na letiskách bezpečne priblížiť len

vďaka presnému určeniu polohy .

Môžeme sa proti „slnečným útokom“ účinne vyzbrojiť ? Ide to , hovorí John Kappenman .

Relatívne lacný spôsob spočíva v ochrane chúlostivých transformátorov vstavaním elektrických

odporov , eliminujúcich penetráciu geomagnetickým prúdy . Úprava jedného transformátora príde

na 30 000 až 80 000 €. Prevádzkovatelia sietí sa investíciám tohto druhu vyhýbajú , pretože

podceňujú riziko blackoutu .

Ale " ak budeme súčasný stav poznania porovnávať s prognózami počasia na Zemi , potom sme na

tom s vesmírnu nečasom ako v 50. rokoch minulého storočia " , prirovnáva Bothmer . Satelity aj

observatória nás síce zásobujú množstvom údajov o slnečných erupciách , svetelných zábleskoch a

rýchlosti slnečného vetra , ale zatiaľ z toho nie sme schopní vypočítať účinky , nehovoriac o

presnej lokalizácii v čase a priestore . Video: http://www.youtube.com/watch?v=FG0fTKAqZ5g

Page 11: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

Lf KA

11

4. „Dobrý sluha“ v službách cestovania vesmírom

Slnečná plachetnica, NASA

Slnečná plachetnica je kozmické plavidlo , ktoré je poháňané tlakom dopadajúceho slnečného ,

alebo prípadne aj iného žiarenia na veľkú odrazovú plochu . Pretože plocha musí byť čo najväčšia ,

pripomína plachtu . Kozmické plavidlo je potom urýchľované v smere normály k plachte podobne ,

ako vietor poháňa klasické námorné plachetnice . Nakláňaním plachty možno regulovať zrýchlenie

aj smer letu . Vďaka fyzike letov na obežnej dráhe je možné letieť aj smerom k Slnku , stačí len

spomaliť.

Charakteristika

Pretože tlak žiarenia je veľmi malý , je veľmi malé tiež zrýchlenie , pôsobí však neustále a to bez

pohonných hmôt . Pre dosiahnutie využiteľného zrýchlenie okolo 1 mm · s - 2 treba veľkosti

plachty rádovo stovky metrov až kilometrov pri veľmi malej hmotnosti plachty .

Plachetnica nie je poháňaná slnečným vetrom , ale v podstate iba elektromagnetickým žiarením .

Tlak častíc slnečného vetra je asi 10 000 × menšia . Plachetnica sa hodí predovšetkým pre

medziplanetárne lety a pre vysoké dráhy nad Zemou , a to skôr s ľahším nákladom . Nedá sa

použiť pre štart zo Zeme a je veľmi nevhodná pre nízke obežné dráhy , kde nad účinkom

slnečného žiarenia prevláda aerodynamický odpor vrchných vrstiev atmosféry.

Reálne pokusy

Prvý reálny pokus o vypustenie slnečnej plachetnice Cosmos 1 21. júna 2005 sa nepodaril .

Prvý úspešne vypustená slnečná plachetnica bola IKAROS Japonské vesmírnej agentúry .

Jej primárnou úlohou bolo stať sa prvou funkčné slnečné plachetnicou a následne preletieť okolo

Venuše . 21. mája 2010 bola vynesená na orbite Zeme , kde rozvinula svoju plachtu a 10. júna

2010 z nej úspešne vyplávala smerom k Venuši , okolo ktoré úspešne preletela 8. decembra 2010 .

Page 12: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

Lf KA

12

5. Prvý úspešný krok - „Solárny drak" Ikarus

Japonsko patrí ku krajinám, ktoré sú mimoriadne aktívne vo výskume vesmírnych technológií.

Jednou z najnovších je ich "solárny drak" nazvaný Ikaros. Ide takisto o druh vesmírnej plachetnice,

ktorú poháňa slnečný vietor.

Obr. 6 Úspešný projekt IKAROS naštartoval doslova novú éru

Ikaros, ktorého vývoj stál 16 miliónov dolárov, by mal ako prvý vo vesmíre využívať technológiu

pohonu solárnym vetrom. Pokusy o aplikáciu podobných technológií priamo vo vesmíre totiž v

minulosti zlyhali na príliš vysokých nákladoch, ktoré boli spojené s náročným spôsobom

dopravenia takéhoto zariadenia na obežnú dráhu Zeme.

Vesmírne plavidlo vyvinuté Japonskou agentúrou pre výskum vesmíru (JAXA), bolo vypustené na

orbit 18. mája 2010 so sondou Akatsuki, ktorá má za úlohu urobiť detailné snímky Venuše a

pozorovať veterné víchrice. Sonda Ikaros by mala taktiež zamieriť k Venuši, avšak vedci chcú

najprv otestovať plavidlo a jeho reakcie a potom ho nechajú letieť tak dlho a tak ďaleko, ako to len

bude možné. Ak bude Ikaros úspešný a poletí smerom k Venuši, stane sa prvou kozmickou jachtou

na slnečný pohon.

Názorné video, úvod do solárneho pohonu vo vesmíre:

http://www.youtube.com/watch?v=x8ARvFuDel4

Budúce projekty:

http://www.youtube.com/watch?v=W51fKMqIen8

Page 13: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

Lf KA

13

6. Vesmírne plavidlo budúcnosti poháňané „solárnym

vetrom“

„Elektrické”, solárne plachetnice by mohli znížiť cenu všetkých vesmírnych aktivít a tiež, napríklad

pomôcť pri tvorbe veľkých satelitov prinášajúcich možnosť výroby „čistej" elektriny na obežnej

dráhe. Satelity, ktoré by obiehali v stálom slnečnom svite, by mohli prenášať energiu na Zem

prostredníctvom mikrovĺn bez prerušenia. Stály výkon by bol významnou výhodou v porovnaní so

zdrojmi solárnej energie na Zemi, ktoré nemôžu vyrábať elektrickú energiu v noci, pri oblačnom

počasí a v zime, čo je vážnym problémom, a to najmä na ďalekom Severe“, povedal Janhunen.

Doterajšie práce na elektrickej plachetnici sa uskutočnili na Helsinskej univerzite, a ďalej v

Nemecku, Švédsku, Rusku a Taliansku. Elektrické vesmírne plavidlo je vedľajším produktom

základného výskumu uskutočneného fínskym Meteorologickým ústavom, ktorý sa týkal interakcie

slnečného vetra s planétami a ich atmosférou.

6.1. Solárna plachetnica, už nie iba pohon budúcnosti

Prototyp solárnej plachetnice, ktorá na pohyb využíva tzv. slnečný vietor, vyvinutá pred dvoma

rokmi vo fínskom Meteorologickom ústave, sa zo štádia vynálezu rýchlo dostala až k realizácii.

Tento nový druh dopravného prostriedku by mohol mať obrovský vplyv na výskum vesmíru a

cestovanie naprieč slnečnou sústavou.

Obr. 7 Jedna z mnohých alternatív, konštrukcie solárnej plachetnice

Page 14: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

Lf KA

14

Plachetnica vyvinutá dr. Pekkom Janhunenom, by mohla znamenať revolúciu v cestovaní

vesmírom. Na svoj pohon využíva len slnečný vietor, čo je nepretržitý prúd plazmy vychádzajúci zo

Slnka. Zmeny slnečného vetra sú okrem iného tiež príčinou rozjasňovania polárnej žiary a

magnetických búrok.

Vesmírny koráb pozostáva z dlhých vodivých lán a elektrónových trysiek napájaných solárnymi

článkami, ktoré majú za úlohu nepretržite udržiavať na vodičoch - lanách nepretržitý kladný

elektrický náboj. Slnečný vietor pôsobí síce malým, ale nepretržitým tlakom na laná a kozmické

plavidlo posúva priestorom.

"Doteraz sme sa pri práci na plachetnici nestretli so žiadnymi závažnejšími technickými

problémami. To nám umožnilo začať plánovať prvé skúšobné misie", povedal dr. Pekka Janhunen.

Zaznamenali sme už významný čiastkový cieľ, keď sa na Helsinskej univerzite vo Výskumnom

laboratóriu pre elektroniku podarilo vyvinúť metódu pre konštrukciu lán odolných voči mikro-

meteoritom. Laná pozostávajú z veľmi tenkých drôtov, ktoré sa spájajú využívaním

ultrazvukového zvárania. Táto novo vyvinutá technika dovoľuje vzájomne spojiť tenké kovové

vlákna do akéhokoľvek geometrického tvaru a rozvinúť ich v priestore.

6.2. Aktuálny projekt „solárnej plachetnice“

Nový koncept pre pohon kozmických lodí sa blíži k svojmu prvému otestovaniu vo vesmíre.

Elektrická plachetnica využíva na svoj pohon tlak slnečného vetra. Solárna plachetnica funguje

podobne využívajúc tlak slnečného svetla, kladúc mu do cesty mechanickú prekážku, tenučkú

plachtu. Elektrická plachetnica namiesto plachiet používa veľmi dlhé tenké drôtiky. Sú vodivé, dlhé

20 kilometrov, len 25 mikrometrov hrubé a je ich 50 až 100.

Loď potrebuje okrem vejára drôtikov aj elektrónové delo udržiavajúce celú plachetnicu pozitívne

nabitú (na potenciáli 20kV). Elektrické pole okolo drôtikov sa rozprestiera do vzdialenosti

niekoľkých desiatok metrov. Nabité častice slnečného vetra tak vidia okolo každého drôtika

stometrovú zónu do ktorej sa môžu takpovediac oprieť.

Tlak slnečného vetra (stredná hodnota 2nPa) je pár tisíc krát menší ako tlak slnečného svetla

(žiarenia). Napriek tomu, vďaka veľmi nízkej hmotnosti drôtikov a veľkému objemu v ktorom sa

okolo drôtikov rozprestiera elektrické pole je tlak slnečného vetra dostatočný na pohon ľahkých

kozmických lodí. 20 kilometrový spletenec pár drôtikov váži len stovky gramov. Kvôli

mikrometeoritom na pohon nemôžu byť použité 20 kilometrové jednotlivé drôtiky, ale spletenec

niekoľkých drôtikov zvarených každý meter. Takýto "povraz" z drôtikov prežije bombardovanie

mikrometeoritmi, ktoré pretnú len jednotlivé drôtiky nie celý povraz.

Page 15: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

Lf KA

15

Obr. 8 Alternatíva pohonnej jednotky s použitím viacerých drôtikov

Jeden takýto drôtik získa z tlaku slnečného vetra urýchľujúcu silu 10 mili Newtonov. Ak si

predstavíte 1000 kilogramovú loď so 100 urýchľujúcimi povrazmi, tak jej zrýchlenie bude 1 mm/s2.

To pri ročnom urýchľovaní znamená urýchlenie lode na 30 km/s. Takáto loď potom doletí k Plutu

za menej než 5 rokov. Pri ťažších, pár tonových lodiach tak získate urýchlenie stále použiteľných 5-

10 km/s. Elektrická plachetnica nie je úplne novým konceptom. Jej popis bol prvý krát zverejnený

v článku fínskych autorov Janhunen a Sandroos v odbornom magazíne Annales Geophysicae v

roku 2007. Myšlienka skrsla v hlave prvého z nich v roku 2004. V roku 2010 koncept získal

Quality Innovation Prize, ktorú jej autorom odovzdala fínska prezidentka Tarja Halonen 11.

novembra 2010. Na koncepte v súčasnosti pracuje v rámci spoločného projektu skupina

výskumných inštitútov a univerzít vedených organizáciou Kumpula Space Centre. Jedným z

najväčších problémov bolo zváranie tenučkých drôtikov. Vývoj vyriešil problém pôvodne

pokladaný odborníkmi z oblasti zvárania za neriešiteľný. Viedol k modifikovanému automatickému

priemyselnému stroju na ultrazvukové zváranie, ktorý aktuálne dokáže vyrobiť kilometrový povraz

z drôtikov s 90 tisícmi zvarmi. Prvý test technológie elektrickej plachetnice prebehne už tento rok

na palube Estónskeho študentského cubesatu ESTcube. Ten by mal odštartovať do vesmíru v

marci 2013. Z neho sa odvinie 15 metrový povrázok na ktorom bude meraný skutočný efekt tlaku

slnečného vetra na elektrické pole povrázku.

Budúci rok to bude 100 metrový drôtikový povrázok na satelite Aalto-1 fínskej Aalto University.

Page 16: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

Lf KA

16

7. Záver

Človek je stvorenie, živý tvor ktoré si ako jediné kladie otázky typu „Ako? Prečo?“

Vďaka týmto otázkam neustále spoznávame priestor v ktorom žijeme, nazývaný vesmír.

Keďže jednou s jeho prirodzených, vrodených vlastností je aj zvedavosť – v hlavách mnohých ľudí

sa zrodila otázka

„Bude niekedy možné tento vesmírny priestor preskúmať, či dokonca zmapovať?

Solárne plachetnice sú iba jedným útržkom z dlhej odpovede, ktorú si môže prečítať každý z nás,

večer na jasnej nočnej oblohe. Obsah tejto práce je bližšie venovaný jednému konkrétnemu

spôsobu cestovania vesmírom, ktorá sa dočkala pozornosti už v priebehu týchto rokov.

„Solárne plachetnice“ využívajú na začiatku svojej cesty na počiatočné zrýchlenie gravitáciu

najbližšej hviezdy, Slnka. Následne sa ich trajektória nasmeruje na požadovaný smer a pohon je

zabezpečený zachytávaním tlaku protónov a iných vesmírnych častíc, obsiahnutých v slnečnom

vetre. Keďže každý vynález začínal od „0“ bude nanajvýš veľmi zaujímavé sledovať cestu vývoja

alternatívnych pohonov pre cestovanie vesmírom.

Obr. 9 Slnečná sústava – Solar System

Na záver jedno veľmi zaujímavé odporúčanie, stiahnuť dokument COSMOS 2014 na:

http://www.uloz.to/hledej?q=Kosmos

Page 17: Solárny vietor Jakub Višňovský 2-804-2

Lf KA

17

Zoznam použitej literatúry

[1]. http://www.solartechnika.sk/solartechnika-22010/elektricka-plachetnica-s-pohonom-na-

solarny-vietor-.html

[2]. http://www.aldebaran.cz/bulletin/2005_35_pla.php

[3]. http://science.howstuffworks.com/solar-sail.htm

[4]. http://io9.com/how-the-solar-sail-might-one-day-fuel-interplanetary-tr-1535937811

[5]. http://www.centauri-dreams.org/?p=30204

[6]. http://mek.kosmo.cz/zaklady/rakety/solsail.htm

[7]. http://pc.zoznam.sk/novinka/elektricka-vesmirna-plachetnica