Hopp ned til navigasjon Hopp ned til innhold
Romfartøy som skal ut av solsystemet kan bruke solseil som fremdriftsmetode. Illustrasjon: NASA
NASA

Å seile til andre solsystemer

Verdens tynneste materiale kan bli til solseil for romfartøy på langtur.

Rundt vårt eget solsystem finnes det flere andre solsystemer med planeter. Men det er langt dit. Veldig langt.

De to Voyager-romsondene, som ble skutt opp i 1977 for å forske på de ytterste planetene og objektene, har bare såvidt kommet seg ut av solsystemet. De vil bruke 40 000 år på å nå de nærmeste stjernene de er på vei mot.

Romsonder og andre romfartøy som skal ut i solsystemet får ekstra skyvekraft ved å svinge seg forbi planetene på veien. I tillegg må de ha rakettmotorer for å komme seg inn i rett bane.

Men drivstoffet til rakettmotorene er tungt når det skal skytes opp, og forbiflygningene av planeter er risikable og kever god kommunikasjon med jorda.

Kanskje er den beste løsningen for et romfartøy som skal reise helt til et annet solsystem å bruke seil.

Øker hastigheten hele tiden

Et slikt seil vil få fart av solvinden, strømmen av partikler som sola hele tiden sender utover i solsystemet. Solseilet må derfor være enormt stort for å bli truffet av mange nok partikler for å få fart, og ekstremt tynt slik at det er så lett som mulig.

Dermed trenger et slikt solseil ikke drivstoff, og vil kunne øke hastigheten sin hele tiden. Slik kan en romsonde med solseil nå et av de nærmeste solsystemene på bare noen tiår.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<section xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ezxhtml="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/xhtml" xmlns:ezcustom="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/custom" version="5.0-variant ezpublish-1.0"><para>Romsondene Voyager 1 og 2 har forlatt solsystemets yttergrenser og er nå i det interstellare rom. Illustrasjon: NASA </para></section>

Romsondene Voyager 1 og 2 har forlatt solsystemets yttergrenser og er nå i det interstellare rom. Illustrasjon: NASA 

To romfartøy med solseil har allerede blitt testet, blant annet av NASA. De hadde seil laget av polyimid og av mylar, som er polyester-materialer.

Men et solseil av karbonmaterialet grafén vil være mye tynnere og lettere. Grafén er verdens tynneste materiale og består av bare ett lag karbonatomer.

Vektløs i falltårn

I et vitenskapelig eksperiment støttet av den europeiske romorganisasjonen ESA, ble en bit med grafén, bare 3 millimeter bredt, testet med laser i vektløshet for å se om det kunne brukes som solseil.

Den ørlile biten med grafén og laseren ble satt inn i testkammeret i falltårnet Zarm i Bremen i Tyskland.

Her gjøres forsøk for både forskere, bedrifter, organisasjoner og studenter. Norske studenter som har eksperimenter de ønsker å gjøre i vektløshet, kan søke seg hit i ESAs program Drop Your Thesis.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<section xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ezxhtml="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/xhtml" xmlns:ezcustom="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/custom" version="5.0-variant ezpublish-1.0"><para>Forsøk som krever vektløshet kan gjøres i falltårn, som Zarm i Bremen i Tyksland. Illustrasjon: ESA</para></section>

Forsøk som krever vektløshet kan gjøres i falltårn, som Zarm i Bremen i Tyksland. Illustrasjon: ESA

Zarm er 100 meter høyt og gir både vakuum og vektløshet i noen sekunder mens testkammeret faller gjennom tårnet.

Da grafénet var i fritt fall, og dermed vektløs, rettet forskerne laserlys på det tynne materialet. Det ga like mye akselerasjon til grafénbiten som akseleresjonen til en vanlig heis. Se bilde av grafénet og fotoanimasjon av testen her

For et solseil i vakuumet og vektløsheten i rommet, vil denne akselerasjonen fortsette over lang tid og etterhvert gi en enorm hastighet.

Laget med støtte fra ESA

- Dette prosjektet er et flott eksempel på forsøk som kan gjøres i vektløshet her på jorda, sier Astrid Orr til ESA. Hun leder arbeidet med fysiske eksperimenter i vektløshet i ESAs program for bemannet og robotisk utforsking.

- Å teste grafén ved å la det falle fritt og så skyte på det med laser er fascinerende. At dette forsøket kan gjøre at vi en dag sender romsonder gjennom solsystemet, og kanskje til andre solsystemer, gjør det hele bare mer spennende, sier Orr.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<section xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ezxhtml="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/xhtml" xmlns:ezcustom="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/custom" version="5.0-variant ezpublish-1.0"><para>Inne i falltårnet ZARM ved Universitetet i Bremen. Her utføres forsøk med vektløshet. Foto: ESA</para></section>

Inne i falltårnet ZARM ved Universitetet i Bremen. Her utføres forsøk med vektløshet. Foto: ESA

- Siden grafén er relativt enkelt å lage, kan det lett skaleres opp til et seil som er flere kilometer bredt, sier Santiago Cartamil-Bueno. Han leder forskningsgruppen GrapheneSail og SCALE Nanotech, et oppstartsfirma som holder til i Tyskland og Estland.

De får støtte av ESA gjennom et av romorganisasjonens mange Business Incubation Centre i Tyskland. SCALE Nanotech er nå på jakt etter partnere som kan være med å lage et solseil for testing i rommet.

Søker norske bedrifter

Ved ESAs Business Incubation Centre i Oslo får flere norske bedrifter støtte til å videreutvikle romteknologi til nye produkter og tjenester, eller til å utvikle ny teknologi som skal brukes i rommet fra allerede eksisterende produkter.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<section xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ezxhtml="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/xhtml" xmlns:ezcustom="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/custom" version="5.0-variant ezpublish-1.0"><para>Exoplaneten Kepler-1649c har fast overflate og er på størrelse med jorda. Slik kan det se ut der. Illustrasjon: NASA/Ames Research Center/D. Rutter</para></section>

Exoplaneten Kepler-1649c har fast overflate og er på størrelse med jorda. Slik kan det se ut der. Illustrasjon: NASA/Ames Research Center/D. Rutter

Norsk Romsenter er også på jakt etter slike gode idéer, og har for tiden flere utlysinger. Les mer om dem her.

Enn så lenge foregår forskningen på andre solsystemer og planetene deres ved hjelp av teleskoper, også i rommet.