Het is voor het eerst dat een ruimtevaartuig rond de aarde zeilt op alleen zonne-energie.

De zon zendt fotonen en zonnewind uit. Maar kunnen we er – net als op de aardse wind – ook op zeilen? LightSail 2 bewijst van wel. Het ruimtevaartuig koos ongeveer een maand geleden het luchtruim en wist vorige week met succes het lichtzeil uit te vouwen. En nu komen de missiemanagers van Planetary Society met een nieuwe heugelijke mededeling: LightSail 2 heeft zich met succes in een hogere baan genesteld voortgestuwd door enkel en alleen zonlicht.

Wat is LightSail 2?
Lightsail 2 is het pronkstuk van de Planetary Society; een niet-gouvernementele organisatie uit de Verenigde Staten. De organisatie werd in 1980 opgericht door onder andere Carl Sagan en wordt nu geleid door de alom bekende Bill Nye. De organisatie leunt volledig op publieke betrokkenheid en probeert door middel van crowdfunding geld bij elkaar te sprokkelen voor missies. En zo lukt het om in 2015 LightSail 1 te lanceren, gedreven door de gedachte dat zeilen op zonlicht tot de mogelijkheden behoort. Het zeil van LightSail 1 besloeg na uitvouwing zo’n 32 vierkante meter. Helaas waren er communicatieproblemen en problemen met de controle, waardoor het na 25 dagen al terugviel op aarde. Maar daar liet Planetary Society het niet bij zitten. Opnieuw werd er door middel van crowdfunding geld ingezameld voor een tweede missie: LightSail 2, die op 25 juni 2019 aan boord van een Falcon Heavy-raket werd gelanceerd. Sindsdien draait het kleine vaartuig – dat tot de cubsats gerekend kan worden – rond de aarde. Vorige week lukte het om het imponerende zonnezeil uit te vouwen. En nadat ook alle systemen naar behoren leken te werken, is LightSail 2 nu – volledig voortgestuwd door zonlicht – naar een hogere baan rond de aarde ‘gezeild’.

Zeilen
Vier dagen geleden begon LightSail 2 met zijn baanverandering. En nu heeft LightSail zijn baan met ongeveer 2 kilometer verhoogd. Het is een grote mijlpaal dat LightSail 2 zonder brandstof en enkel op zonlicht zich in een hogere baan rond de aarde wist te nestelen. Hiermee bewijst Planetary Society dat zeilen op zonlicht wel degelijk tot de mogelijkheden behoort. “We zijn verheugd om het missiesucces van LightSail 2 aan te kondigen,” aldus hoofdwetenschapper van Planetary Society Bruce Betts. “We wilden laten zien dat we de baan van het ruimtevaartuig konden veranderen met behulp van enkel de zon, iets dat nog nooit eerder is gedaan.”

Fotonen
Hoe werkt het precies? De zon straalt hele kleine deeltjes uit, die ook wel fotonen worden genoemd. Deze botsen vervolgens tegen het zeil van LightSail 2. De fotonen worden gereflecteerd, waardoor dit een impuls genereert. Anders gezegd: het ruimtevaartuig wordt voortgestuwd door middel van de stralingsdruk van de zon. Elk foton geeft maar een heel klein beetje impuls. Als het zeil echter groot en licht genoeg is, kan het ruimtevaartuig voldoende fotonen vangen om toch met een behoorlijke vaart vooruit te komen. Bedenk hierbij dat deze snelheid gratis is en het ruimtevaartuig constant kan versnellen. En dat is natuurlijk erg aantrekkelijk. Conventionele ruimtevaartuigen moeten namelijk heel wat brandstof meetillen, wat een extra ballast en natuurlijk ook vrij prijzig is. Een lichtzeil is daarom een slim en goedkoop alternatief.

Foto gemaakt door één van de camera’s aan boord LightSail 2. Op de foto is te zien hoe het zonnezeil wordt uitgevouwen. Afbeelding: Planetary Society

Toekomstige missies
Hoewel het team het primaire doel heeft bereikt, zijn ze nog niet klaar. In de komende maand willen ze LightSail 2 in een nog hogere baan rond de aarde krijgen. Hierbij willen ze de prestaties van het zonnezeil blijven optimaliseren. “We werken sinds de implementatie aan manieren om het zonnezeil te verfijnen zodat deze nog beter de zon volgt,” aldus projectmanager Dave Spencer. Uiteindelijk zal het ruimtevaartuig over ongeveer een jaar weer terug op aarde vallen. Hoewel het werk er voor LightSail 2 dan op zit, is dit zeker niet het eindstation voor de kennis die het team tegen die tijd zal hebben opgedaan. Zo is het idee dat deze buitengewone zonnezeiltechnologie wordt toegepast in toekomstige verkenningsmissies.

Het zou daarom goed kunnen dat het zonnezeil in de toekomst op grotere schaal ingezet gaat worden. Zo zijn er op dit moment meerdere bedrijven en organisaties die met het idee spelen. Meer weten? Lees er ook eens dit achtergrondartikel op na!