Cosmos 1: az első napvitorlás
(Rovat: Szárnyaló képzelet - 2005.02.15 10:03.)

Az amerikai Planetary Society különleges mesterséges holdja a tervek szerint márciusban indul majd útnak.

Az orosz haditengerészet Delta III tengeralattjárójának fedélzetéről, Volna rakétával indítják majd Föld körüli pályára a Cosmos 1 nevű szondát. Az amerikai „bolygókutató társaság”, a legnagyobb, az űrkutatás iránt érdeklődőket összefogó társadalmi szervezet irányításával, hosszú évek munkájával elkészült első napvitorlás - ahogy kissé közhelyszerűen mondani szokás - új fejezetet nyit az űrtörténelemben.

Mi is az a napvitorlás? Egyszerűen megfogalmazva: közvetlenül a napsugárzás által hajtott űrjármű. Működési elve, hogy az elektromágneses sugárzás (így a fény) közvetítő részecskéi, a fotonok egy felületbe ütközve és onnan visszverődve arra kicsiny erőhatást fejtenek ki - mint egy labda a falra, amelyről visszapattan. A fotonok állandó zápora nyomán létrejövő fénynyomás lassan, de biztosan gyorsítja a megfelelően nagy felülettel megépített napvitorlást. (Figyelem! A napvitorlást tehát nem a napszél, vagyis a központi csillagunkból eredő ionizált részecskeáramlás hajtja.)

Ahhoz, hogy a szonda minél könnyebben felgyorsítható legyen, egyrészt minél kisebb tömegűnek, másrészt a lehető legnagyobb felületűnek kell lennie. A Cosmos 1 csupán egy kicsi, kísérleti űreszköz, ennélfogva méretei sem túl nagyok: nyolc darab háromszögletű vitorlaelemének hossza egyenként „mindössze” 15 méter, a háromszögek felszíne 600 négyzetméter. A teljesen „kibontott” vitorlákkal a Cosmos 1 nagyjából akkora lesz, mint maga a hordozórakéta, amellyel felbocsátották. Kormányzását úgy oldják meg, hogy a visszaverő felületeknek a Nap irányához viszonyított dőlésszöge - s így az erőhatás iránya - változtatható.

Egy „igazi” napvitorlásnak ennél sokkal nagyobbnak kellene lennie. A NASA a 70-es években tanulmányozta a Halley-üstökös meglátogatásának lehetőségét. Ehhez egy hatszázezer (!) négyzetméteres vitorlára lett volna szükség. Az elérhető gyorsulás így is csak töredéke lehet a hagyományos hajtóművekkel gyorsított szondákénak. Míg az ideális napvitorlásé 1 mm/s², addig például a Marson most is dolgozó marsjárókat szállító szondáé a start idején (persze csak néhány percig) 59 m/s² volt - majdnem hatvanezerszer akkora. Lényeges különbség azonban, hogy a vitorlás esetén az fénynyomás állandóan hat, így hosszú idő alatt nagyobb sebességre is fel tud gyorsulni, mint amekkorát hagyományos rakétákkal elérhetünk.

A Cosmos 1 - kis mérete folytán - még az 1 mm/s²-nek is csak a huszadrészével gyorsul. Egy nap alatt 310 km/h, 12 nap alat 3700 km/h sebességet ér majd el. Éppen a hosszú gyorsítás előnyét kihasználva, a napvitorlások elvben kiválóak lennének a Naprendszert elhagyó, csillagközi utazások céljára. Legalább egy gyakorlati akadály azért van: a napsugárzás erőssége a távolodás során természetesen csökken... Habár vannak elképzelések a „pótlására”, például nagy energiájú, irányított lézernyaláb segítségével, ezek a gyakorlatban ma még megvalósíthatatlannak tűnnek.

A Cosmos 1 a start és a rakétafokozatok leválása után 825 km magas Föld körüli pályára fog állni. Ekkor 30-40 percig még csak a fedélzeti akkumulátorai szolgáltatják az energiát, amivel az első földi követőállomással rádiókapcsolatba tud lépni. A napelemek 37 perc után kezdenek kinyílni, és további 15 perc alatt a megfelelő irányba állnak. A vitorlák kinyitásának kritikus művelete néhány nap múlva kezdődik, ezután következhet az igazi napvitorlázás! A szonda pályája egyre emelkedik majd.

A Cosmos 1 ugyanakkor nem lesz hosszú életű: a vitorlaelemek anyaga egy hónapon belül elhasználódik. A technológiai kísérlet véget ér. Meglehet, hogy az űreszköz addigra elég magasra jut ahhoz, hogy örökre a Föld körül keringjen. De valószínűbb, hogy egyszer tűzgömbként végzi majd a légkörben... Az első napvitorlás mindenesetren nem fogja elhagyni a hazai kikötő közvetlen környezetét. (A Planetary Report 2004. november-decemberi száma alapján.)