/rumfart

Solsejl skal rydde op efter fremtidens rumskrot

Næste år starter forsøg med et 25 kvadratmeter solsejl indbygget i en satellit for at vise, at rumskrot kan sendes til afbrænding i atmosfæren i stedet for at ende som rumskrot.

Af Kent Krøyer, torsdag 01. apr 2010 kl. 10:00

Forskere fra universitetet i Surrey i England giver nu et bud på en bæredygtig affaldsbehandling i rummet. Løsningen er et solsejl, der kan indbygges i fremtidige opsendelser af satelliter, rakettrin osv. Ideen bliver afprøvet i slutningen af 2011 med opsendelsen af en minisatellit med indbygget solsejl.

Mængden af metal-affald, som cirkler rundt om Jorden, truer nemlig fremtidens udnyttelse af rummet. Hvis en enkelt metalstump strejfer en satellit, bliver den ødelagt ved sammenstødet, fordi hastigheden ofte er ødelæggende.

Rumskrottet, som løber op i mindst 5.500 tons, består af diverse raket- og satellit-fragmenter, der findes i præcis de gode højder, hvor praktisk anvendelige satellitter kan ophænges i kredsløb. Den flyvende skrotbunke øges for tiden med fem procent om året.

Den store mængde flyvende metalstumper stammer fra 50 års rumfart, hvor raketter er opsendt i hundredevis, de fleste uden en effektiv løsning på, hvordan de skal behandles, når de ikke længere kan bruges.

Det nytter for eksempel ikke at skyde på dem, for så deles de blot i endnu flere fragmenter med nye kredsløbsbaner, der også skal holdes øje med.

Solen sejler rumskrot mod jorden

Så for at undgå, at Jorden får en skinnende skive som Saturns, bestående af menneskeligt rumaffald, foreslår forskerne, at fremtidens rumfartøjer medbringer en anordning, som effektivt henter ubrugeligt isenkram ud af kredsløb, når deres tid er kommet.

Anordningen består af et solsejl, som kan pakkes ned i en tre kg tung kasse på 10 x 10 x 30 cm. Når sejlet er udfoldet, fylder det 25 kvadratmeter.

Solsejl er i sig selv ikke en ny ide. Det har været fremført som en mulig motor til mangeårige rummissioner, for eksempel ekspeditioner til andre stjerner.

Rumsejlet kendetegnes ved en meget lille, men konstant acceleration. Fremdrivningskraften opstår, når solen skinner på sejlet. Lysets fotoner har en meget lille masse, men de har god fart på. Ifølge Einstein har de en impuls på p=E/c. Det giver en kraft på 6,5 gange 10 i minus femte N/m2, hvis sejlet står vinkelret på strålerne.

Det er ikke meget i forhold til en raket, men når kraften påvirker et stykke rumskrot hvert eneste sekund, døgnet rundt, bliver det alligevel til en respektabel acceleration eller opbremsning, når der er tid nok.

Sejlet behøver ikke stå helt vinkelret på indstrålingen. Ved at skråtstille sejlet, kan man krydse til siden ligesom et sejlskib.

Succes kan føre til standardpakker til rakettrin
Hvis afprøvningen næste år forløber, som den skal, vil konceptet blive tilbudt fra 2013 som standard nedhentningssystem til opsendelsesraket-trin og Low Earth Orbit satellitter med en masse på under 500 kg.



01. apr 2010 kl 10:31

avatar

Henning Sørensen

Aprilsnar!

Ovenstående tekst bærer præg af at være aprilsnar. Ideen er derimond ikke så tosset, og er heller ikke ny, men det er den meget svage luftmodstand i de lavere højder, der har den største virkning. Skulle man benytte sig af "fotonkraft", vil det også kræve en konstant aktiv styring af sejlet, da satelitten jo hele tiden kredser omkring jorden. Alt for besværligt!!! Det største problem er imidlertid ikke udtjente satelitter og rakettrin, men derimod småstumper helt ned til sandkornsstørrelse, og her kan ideen ikke bruges. Geostationære satellitter sendes normalt ud i en højere bane efter endt brug, så sørger tidevandskræfterne for, at de aldrig taber højde, men tværtimod sender dem endnu længere ud.


01. apr 2010 kl 12:28

Claus Andreaseen

Re: Aprilsnar!

Ja det er naturligvis en joke, men ellers en super god ide, hvis sejlet var minimum 25km2


01. apr 2010 kl 12:38

Anders Jakobsen

Re: Re: Aprilsnar!

Hvorfor tror I dog det er en joke?


01. apr 2010 kl 12:41

avatar

Stig Johansen

Ja, meget god aprilsnar :-)

Men det er jo partikler, der driver et solsejl, og ikke 'fotoner'.

Har man nogensinde konstateret, at lys har 'masse'?


01. apr 2010 kl 12:46

Mikkel Christensen

Er I sikre på, at det er en joke?

Pressemeddelelsen fra universitetet som de linker til er fra 25/3 og virker valid nok.
Det er vel bare et bud på hvordan man kan rydde op efter sig selv fremover og ikke hvordan man fjerner eksisterende skrot (som jeg forstår det).

Det ville nu også være en lidt kedelig aprilsnar.

Der var straks mere spænding om det sidste år, hvor denne valide nyhed også kom 1. april: http://ing.dk/artikel/97532-va...kler

Vh Mikkel


01. apr 2010 kl 12:51

Mikkel Christensen

Re: Ja, meget god aprilsnar :-)

Stig Johansen:

Men det er jo partikler, der driver et solsejl, og ikke 'fotoner'.

Har man nogensinde konstateret, at lys har 'masse'?

De behøver ikke nødvendigvis have en masse. De fleste har nok været udsat for følgende i fysiktimerne, hvor man sætter en bevægelse i gang med en laser:
http://da.wikipedia.org/wiki/R...eter


01. apr 2010 kl 13:00

Benny Amorsen

Re: Re: Ja, meget god aprilsnar :-)

Mikke Christensen: Et Crookes-radiometer virker ikke ved at måle strålingstrykket. Det fungerer pga. at der ikke er perfekt vacuum omkring pladerne indeni. Der findes desværre ikke (så vidt jeg ved) et handy eksperiment der på Jorden til rimelige penge kan vise strålingstryk.


01. apr 2010 kl 13:12

Mikkel Christensen

Re: Re: Re: Ja, meget god aprilsnar :-)

Benny Amorsen:

Mikke Christensen: Et Crookes-radiometer virker ikke ved at måle strålingstrykket. Det fungerer pga. at der ikke er perfekt vacuum omkring pladerne indeni. Der findes desværre ikke (så vidt jeg ved) et handy eksperiment der på Jorden til rimelige penge kan vise strålingstryk.

Jeg har nu aldrig påstået, at radiometre måler strålingstryk (selvom man troede det var tilfældet da de blev opfundet), blot, at der ikke nødvendigvis skal være en masse hos fotoner for at de kan udføre et arbejde.

Jeg er ikke ekspert i solsejl så jeg vil ikke gøre mig klog på deres virkemåde.

Vh Mikkel


01. apr 2010 kl 13:40

avatar

Stig Johansen

Re: Re: Ja, meget god aprilsnar :-)

De behøver ikke nødvendigvis have en masse. De fleste har nok været udsat for følgende i fysiktimerne, hvor man sætter en bevægelse i gang med en laser:
http://da.wikipedia.org/wiki/R...ote>
Og link derfra:
http://da.wikipedia.org/wiki/C...eter

Der er flere forklaringer gennem historien på at rotoren roterer med et lysindfald der belyser hele radiometersiden[1][2]:

* Den forkerte forklaring er at lysfotonernes impuls trykker mest på de sorte bladsider. Dette er forkert, da impulsen ved refleksion (blank bladside) er dobbelt så stor som absorption (sort bladside). Hvis det var lysfotonernes impuls i sig selv som var årsagen til rotationen ville den sorte side være forrest i rotationsretningen.
* Den rigtige forklaring, beskrevet av Maxwell i 1879 er baseret på termiske effekter langs kanten af bladene. Gasmolekylerne har forskellig hastighed på kold og varm side som giver ophav til kræfter langs kanten på grund af gasmolekyler accelereres mere fra varm end kold bladkant.

Det skal dog bemærkes at følgende youtube video viser Crookes' radiometer drevet af en 5mW grøn laser belyst mest på midten af den sorte side. [3]

Det skal bemærkes at et køligt radiometer også roterer med blank side forrest i rotationsretningen ved opvarmning af f.eks. hænder lagt på glasset. Omvendt vil en afkøling at et varmt radiometer rotere med sort side forrest i rotationsretningen.
[redigér]

Altså termisk energi, og ikke lysets 'masse' - eller 'strålingstryk'.


01. apr 2010 kl 13:44

avatar

Stig Johansen

Re: Er I sikre på, at det er en joke?

Pressemeddelelsen fra universitetet som de linker til er fra 25/3 og virker valid nok.

Ja, men hvem kigger efter seriøse artikler d. 1. april?

Men bortset fra det, ville det ikke være bedre at bruge de 3 kg til en lille raket, de kunne bringe skrottet ned i en bane, så den brændte op i atmosfæren?

(Så kan vi på en eller anden måde genbruge materiaerne).


01. apr 2010 kl 13:46

Bent Hansen

Ja en Aprilsnar...

Naturligvis hopper man da på den. Grundideen er måske ikke så tosset, men bare praktisk umuligt. Solsejlet ville blive gennemhullet, når og hvis det bliver ramt.

Det ville være det samme som hvis der stod man ville sende et rumskib til Mars, med et menneske nu i 2010-2011, med mad og vand nok og kabine størrelse ville være 2 m2


01. apr 2010 kl 13:50

Benny Amorsen

Re: Re: Er I sikre på, at det er en joke?

Men bortset fra det, ville det ikke være bedre at bruge de 3 kg til en lille raket, de kunne bringe skrottet ned i en bane, så den brændte op i atmosfæren?

Problemet er, at en 3kg raket har svært ved at ændre en 500kg satellits impuls tilstrækkeligt til, at den falder ned.


01. apr 2010 kl 14:07

Benny Amorsen

Re: Re: Re: Re: Ja, meget god aprilsnar :-)

Jeg har nu aldrig påstået, at radiometre måler strålingstryk (selvom man troede det var tilfældet da de blev opfundet), blot, at der ikke nødvendigvis skal være en masse hos fotoner for at de kan udføre et arbejde.

Du skrev at "man sætter en bevægelse i gang med en laser". Jeg synes det er vigtigt at præcisere, at det ikke er det, der sker. Laseren varmer bare pladerne op, og det kunne man for så vidt lige så godt gøre med andre former for opvarmning helt uden at blande fotoner ind i det (afhængigt af varmefordelingen kan omdrejsretningen dog skifte).

Eller på en anden måde, du har ikke sagt andet end at når man går udenfor en sommerdag og bliver dejlig varm, så viser det at fotoner ikke behøver at have masse for at kunne udføre et arbejde. Det er muligvis korrekt, men det bør ikke overbevise Stig Johansen om at et solsejl faktisk virker.

(Det gør de nu alligevel, naturligvis).


01. apr 2010 kl 14:25

Søren Fosberg

Re: Ja, meget god aprilsnar :-)

Men det er jo partikler, der driver et solsejl, og ikke 'fotoner'.

Har man nogensinde konstateret, at lys har 'masse'?

Nej - lys har ikke masse.

Men det har så meget andet - herunder impuls (p= h*f/c hvor h er Plancks konstant, f er frekvensen og c lystets hastighed). Impulsen overføres til sejlet når lyset rammer.

Et solsejl kan også godt drives af partikler (solvind). det ene udelukker ikke det andet.

Mvh Søren

Mvh Søren


01. apr 2010 kl 16:00

avatar

Stig Johansen

Re: Re: Ja, meget god aprilsnar :-)

Impulsen overføres til sejlet når lyset rammer.

Jeg tror stadig det er solvinden(partiklerne), der skaber 'trykket', og ikke lyset.


01. apr 2010 kl 16:14

avatar

Stig Johansen

Re: Re: Re: Er I sikre på, at det er en joke?

Problemet er, at en 3kg raket har svært ved at ændre en 500kg satellits impuls tilstrækkeligt til, at den falder ned.

Ja, det var egentligt mit spørgsmål.

Selvfølgelig er det ikke nok til den 'straks' dratter ned, men hvor meget 'thrust' skal der til for at bremse f.eks. 500Kg så den får en 'spiralling down' bane?


01. apr 2010 kl 16:38

John Johansen

Re: Ja, meget god aprilsnar :-)

Stig Johansen:

Men det er jo partikler, der driver et solsejl, og ikke 'fotoner'.

Har man nogensinde konstateret, at lys har 'masse'?

Hvordan tror du sådan én virker?: http://upload.wikimedia.org/wi....jpg


01. apr 2010 kl 17:02

Bjarke Mønnike

Re: Re: Ja, meget god aprilsnar :-)

Hvad hedder en sådan solmølle idag John? Heliotrop kaldtes den førhen.


01. apr 2010 kl 17:14

avatar

Stig Johansen

Re: Re: Ja, meget god aprilsnar :-)

Hvordan tror du sådan én virker?: http://upload.wikimedia.org/wi....jpg

Det fremgår af det link jeg sendte i et tidligewre indlæg:
http://da.wikipedia.org/wiki/C...eter
Bemærker også:

Ved et lufttryk på og under 1,33*10^-4 Pascal kan rotoren ikke dreje rundt via belysning eller temperaturforskelle.

Så det virker åbenbart ikke i vacuum, og dermed ikke vha 'lystryk'.


02. apr 2010 kl 11:09

avatar

Erik Martino Hansen

Selv rumskrot

Vil solsejlet ikke selv ende som rumskrot og endda en stor en af slagsen.

Jeg tror mere på gigantiske lasere som kan få skrottet til at fordampe


02. apr 2010 kl 12:02

avatar

Karl Kaas Laursen

Den er god nok

Solsejl er en "gammel" idé, der er så udbredt, at det har sine egne sessions til de store rumteknologikonferencer. Til de folk, der ikke tror på "strålingstryk", prøv at slå op i et leksikon under "komet" og læs om, hvad der giver kometen sin hale.

Jeg tror mere på gigantiske lasere som kan få skrottet til at fordampe

Ufattelig dårlig idé! Hvis vi forvandler rum-hardware til gasarter, så har vi for alvor forurening i rummet! Når vi fremstiller satellitter, går en stor del af indsatsen ud på at finde og materialer, som ikke fordamper i vakuum, for hvis et materiale fordamper, så kommer der selv sagt en gasart, og så er der ikke vakuum længere. Tænk på hvad en sky af plastik eller metaldamp vil gøre ved et følsomt optisk system på en satellit....


Alle de seriøse spillere på satellit-markedet arbejder med en eller anden form for sejl til at få satellitter ud af kredsløb, og fælles for dem er, at hvis satellitten er højere oppe end ca. 1000 km, så er det et solsejl, men er satellitten i en lav jordbane, så er det luftmodstanden, der får den bremset.

Mvh.
Karl Kaas Laursen


03. apr 2010 kl 09:28

Henning Max Hansen

Re: Aprilsnar hele året!

Tråden her viser den drejning der sker af ellers fornuftige artikler når de har været under "journalistisk behandling". I den originale artikel der henvises til nævnes solsejl i anførselstegn en gang da det er kendt i forvejen, resten af tiden som Cube Soleil. I Ingeniørens artikel fører det til en lang sludder om fotoners tryk, der overhovedet ikke er belæg for. Det er den tynde atmosfære der findes i de lavere højder, hvor de fleste satelitter befinder sig, der bevirker nedbremsningen. Solvind og endnu mindre fotoner giver et meget lille tryk på sejlet, men med skiftevis accelererende og bremsende virkning og en meget meget mindre netto bremseeffekt.
Den ændring der desværre ikke er enestående gav en berettiget tro på at det var en aprilsnar.


03. apr 2010 kl 09:32

Henning Max Hansen

Re: Re: Aprilsnar hele året!

Ja så lavede jeg selv en fejlcitering, sejlet hedder selvfølgeligt CubeSail.


03. apr 2010 kl 12:36

avatar

Stig Johansen

Jeg er mere rolig - Aprilsnar hele året!

Den ændring der desværre ikke er enestående gav en berettiget tro på at det var en aprilsnar.

Ja, ikke mindst sætningen:
"rumfartøjer medbringer en anordning, som effektivt henter ubrugeligt isenkram ud af kredsløb"
, som jeg opfattede som det skulle 'bringes væk' fra kredsløb, og ikke en opbremsning, som der omtales i linket.

"Rumfaldskærm" ville nok have været et bedre udtryk.


07. aug 2010 kl 15:59

Børge Truelsen

Re: Ja, meget god aprilsnar :-)

noget kunne jo tyde på at lys har en masse ellers skulle det jo ikke blive påvirket af et sort hul... som alle ved at selv ikke lys kan undslippe


Ny i debatten? Opret en brugerkonto

  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Topdebat
Populært på Facebook
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.