https://arxiv.org/pdf/2303.14917.pdf
1. 태양 중력 렌즈 관측 시설
태양에서 550AU 거리에는 태양 중력 때문에 빛이 한 점으로 모여서 렌즈처럼 보이는 곳이 있음.
알 만한 사람들은 다 알겠지만, 이 방법을 사용하면 다른 항성계의 행성 표면을 찍을 수 있는 정도의 해상도를 얻을 수 있음.
현재 기술로 이 지점까지 50년 안에 가려면 솔라 세일밖에 없음.
솔라 세일로 태양 저궤도까지 진입했다가 오베르트 효과를 이용해서 최대한 속도를 벌어서(최대 30AU/년 까지) 태양계 밖으로 튕겨나감.
당연하지만 이렇게 빠른 속도를 내려면 대부분의 질량이 돚이어야 함
태양의 방사 압력 P = I(빛의 세기 W/m^2)/c(광속) 이므로 수백 m^2여도 받는 힘은 1g도 안됨.
이렇게 중력 렌즈의 초점에 있으면 관찰하려는 대상을 10^11배 밝게 볼 수 있고 파장/태양의 지름 * 10^-10 초(도 분 초 각도의 초) 만큼의 분해능을 얻을 수 있음.
실제로 관찰해 보면 이렇게 태양 부분을 제외하고 본 하면 저 테두리 부분에 원하는 정보가 담김.
나머지 자세한 건 https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2002/2002.11871.pdf
2. 궤도 경사각 변환
율리시스 탐사선은 목성을 플라이바이해서 태양의 극 부분을 탐사했음.
태양의 적도에 대해서는 이미 많이 알고 있지만, 조금만 궤도 경사각이 올라가도 아직 밝혀지지 않은 현상이 많음.
태양에서 0.4AU 떨어진 곳에서 높은 궤도 경사각으로 돌 수 있는 솔라 세일이 있다면 태양풍과 자기장을 관찰하는데 도움이 될 것임.
3. 천왕성, 해왕성, 카이퍼 벨트 고속 플라이바이
https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2022/Atomic_Planar_Power/
이건 경량 RTG 발전기인데 RTG를 최대한 작게 만들어서 사용하는 개수에 따라 붙여서 확장할 수 있는데 얘도 솔라 세일에 쓰려고 개발된거라고 함.
당연히 외행성계나 그 밖에서 사용하려고 만드는 거
https://doi.org/10.1007/s42064-019-0067-8
Solar power sail mission of OKEANOS - AstrodynamicsThe solar power sail is an original Japanese concept in which electric power is generated by thin-film solar cells attached on the solar sail membrane. Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) successfully demonstrated the world’s first solar power sail technology through IKAROS (Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation of the Sun) mission in 2010. IKAROS demonstrated photon propulsion and power generation using thin-film solar cells during its interplanetary cruise. Scaled up, solar power sails can generate enough power to drive high specific impulse ion thrusters in the outer planetary region. With this concept, we propose a landing or sample return mission to directly explore a Jupiter Trojan asteroid using solar power sail-craft OKEANOS (Oversize Kite-craft for Exploration and AstroNautics in the Outer Solar System). After rendezvousing with a Trojan asteroid, a lander separates from OKEANOS to collect samples, and perform in-situ analyses in three proposed mission sequences, including sending samples back to Earth. This paper proposes a system design for OKEANOS and includes analyses of the latest mission.doi.org일본의 OKEANOS 트로이 소행성 탐사, 착륙선
이온 엔진, 솔라 세일을 복합적으로 쓰는 것 같음.
6000m/s dV가 필요하다면 10AU까지는 솔라 세일 + 태양광 발전 이온 엔진이 우주선 무게가 가장 적게 나간다고 함.
논문에서 분석한 예상 임무가 목성,토성, 천왕성 샘플 리턴이고, 위의 그래프에서 보이는 것처럼 10AU 내에서는 2톤 미만의 탐사선도 지구로 귀환까지 할 수 있다는 것임.
JAXA 이카로스 솔라 세일 펼쳐진 모습
솔라 세일은 이미 우주에서 제어에도 성공한 기술임. 2010년에 금성 탐사선이랑 같이 발사되었고, 솔라 세일이 원하는 대로 움직이는 것이 가능하다는 것을 실증함.
JAXA도 논문 모아놓은 데 있는 것 같은데 일본어를 몰라서 거의 안들어감.
요즘 NIAC 선정된 것 중 솔라 세일 관련인 게 좀 많은 것 같음
https://gall.dcinside.com/mgallery/board/view/?id=spaceflight&no=1279
diffractive sail 원리diffractive sali은 빛의 회절을 이용하기 위해 돛이 반사가 잘 되는 재질이 아니라 투명한 재질에 조그만 홈들이 회절 격자를 이룸.빛이 회절 격자를 지나면 이렇게 무지개 모양으로 회절이 발생함.이 때는 모든gall.dcinside.com관련글
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아마 가장 낭만적인 추진 방식이 아닐까
낭만과 효율이 반비례하는듯