ビル・ナイのソーラーセイルはいくつかの障害に遭遇したが、飛行準備はほぼ整った

カール・セーガンは、太陽から放出される光子の波によって推進される帆で宇宙を航行することを夢見ていました。この太陽帆は、いつの日か人類を他の惑星、さらには他の恒星系まで運ぶことになるかもしれません。CEO のビル・ナイ「ザ・サイエンス・ガイ」が率いる惑星協会は、この夢の実現を目指しています。

昨年、同協会の太陽帆走宇宙船「ライトセイル」は、銀色のマイラー帆を真空の宇宙空間に展開できることを実証した。来年のライトセイル2号は、その帆が太陽の力を利用して宇宙船を推進できることを世界に証明することになる。

この靴箱サイズの衛星は、2017年にSpaceXの待望のファルコンヘビーロケットの初飛行で打ち上げられる予定で、地球軌道上で初の制御されたソーラーセイル飛行を行う予定だ。しかし、その前に、この衛星は飛行準備ができていることを示すために5月に厳しいテストを受けなければならなかった。

最初のライトセイルは宇宙で帆を展開することに成功したが、いくつかの問題に遭遇した。この小さな衛星は、ソフトウェアの不具合、信号損失、さらにはバッテリーの問題など、無数の問題を克服し、究極の自撮り写真を転送した。後継機の状況はすでに好転しつつある。

最近の飛行シミュレーションでは、ライトセイル2号は、わずかな不具合を伴わずに、アンテナと太陽電池パネルを展開し、地上局と通信し、344平方フィートの太陽電池帆を展開できることが証明されました。

ゴーブーム、ゴー

このテストは、ロサンゼルスから北に約 3 時間、カリフォルニア州中央海岸の中心に位置するカリフォルニア工科州立大学で行われました。同大学の航空宇宙エンジニアは、LightSail 2 で飛行する技術の多くを開発しました。

午前 9 時頃、カリフォルニア ポリテクニック大学に到着すると、ビル ナイと小型衛星を一目見ようと、工学部の建物の外にすでに学生の小さな群れが並んでいた。ライトセイルのプロジェクト マネージャー、デイブ スペンサー氏は、記者団に対し、テストで期待できることをすべて説明した。

「基本的に、今日のミッションは1日に凝縮されたものだ」と彼は語った。「これは開発中に行う最も複雑なテストだ。」

スペンサー氏によると、テストの最初の部分は小さなクリーンルームで行われる。ここで衛星は宇宙に打ち上げられたばかりのように動作し、太陽電池パネルと通信アンテナを展開する前に電源が入るかどうか検証する。昼食休憩と充電セッションの後、衛星は本番、つまり輝くソーラーセイルを展開する。

午前中のミッションの重要なステップは予定通りに進み、衛星はメインイベントの準備が整ったことを示した。ソーラーセイルが動く様子を一目見ようと、ガラスの内側だけでなく外側にも群衆が集まり、ハイベイには立ち見が出るほどの観客がいた。

ライトセイル 2 号は、まるでレッド カーペットを歩くかのように、小さな中庭を横切って移動しました。高所に設置されると、エンジニアはそれを大きな低摩擦展開テーブルの中央に固定する作業を行いました。ここでライトセイルは 4 つの 13 フィートのブームを展開し、344 平方フィートの銀色のマイラー素材をぴんと張った四角形に引き寄せます。

エンジニアたちはコンピューターに向かい、すぐに流れ込んでくるデータを心配そうに待っていました。ビル・ナイは、私たち全員が聞きたがっていた言葉を発する前に、群衆を盛り上げました。「帆の展開準備は完了です。」

打ち上げのようなカウントダウンの後、衛星のモーターが始動し、帆が解放されると、群衆は「ゴー、ブーム、ゴー」と歓声をあげた。展開は最初から最後まで約 3 分かかった。各ブームには 5 つのノッチと Planetary Society のロゴ (白いエポキシ インク) が刻まれており、これらのノッチが見えればブームが完全に展開されていることがわかる。チームは、エンジニアが搭載カメラで簡単に見つけられるように、インジケーターを白くすることを選択した。

LightSail 2 はコマンドに即座に応答し、完璧な展開に見えました。しかし、チームはすぐに、ブームの延長部分が目標より数センチ手前で落ち、展開モーターがまだ動いていることに気付きました。その後、衛星はモーターを停止するコマンドに応答しなくなったため、チームは手動で電源を切らなければなりませんでした。

テストの後、何が問題だったのかを知るために、惑星協会のライトセイル専門家であるビル・ナイ氏とジェイソン・デイビス氏に話を聞きました。

デイビス氏は、ブームは目標地点の手前で停止したと説明した。「ブームのたわみと展開テーブルとの摩擦によりブームに過度の張力がかかったため、モーターがそれ以上押し進めることができなかったことが判明しました」と同氏は述べた。通信アンテナからの干渉がモーターを停止させなかった原因である。

デイビス氏によると、宇宙ではたわみや摩擦は問題にならないが、モーターが動き続けると宇宙船自体が損傷する可能性があるという。「エンジニアたちは、ブームが展開されているかどうかに関係なく、数分後にモーターを自動的に停止するタイマーを追加しています」とデイビス氏は説明した。「ブームは後で徐々に展開することができます。」

「このようなテストの後には微調整すべき点が常にあり、解決すべき細かい点がまだたくさんあります」とナイ氏は付け加えた。「全体として、今回のテストは計画通りに進み、昨年のものよりもずっとスムーズに進みました。」

ナイ氏はその後、衛星がデータを送信しているのを見て興奮したと説明した。「私はボーイスカウトでした」と同氏は説明する。「私にとってライトセイルの最もエキサイティングな点の 1 つは、モールス信号を送信することです。」数秒ごとに衛星はビーコン信号を送信し、これには宇宙船の状態と状態に関するデータが含まれています。これらのパケットには特別なメッセージが含まれています。宇宙船は 45 秒ごとにモールス信号で「LS2」(ライトセイル 2) を送信し、メガヘルツ周波数 437.325 にチューニングされている人と通信します。

前進と向上

ライトセイルの次の目的地は、姿勢制御システムのテストを行うユタ州立大学の宇宙力学研究所です。その後、機体は Prox-1 (別の小型衛星) と統合され、その後、打ち上げ場へ移動して機体と統合されます。

打ち上げ後、ライトセイル 2 は約 1 か月間かけて徐々に遠点 (軌道の最高点) を上昇させ、太陽光が軌道に測定可能な影響を及ぼすことを実証します。このために、衛星は帆を展開し、海を航行する帆船のように前後に舵を取ります。

NASA は、惑星協会が生成しているデータに非常に興味を持っています。2018 年に、この宇宙機関は NEA スカウト ミッションを開始し、太陽帆を使って近くの小惑星まで飛行する予定です。人類が太陽帆で飛行するのは当分先ですが、各ミッションにより、太陽光で航行するという夢が現実に一歩近づきます。