Co to jest żagiel słoneczny?
Żagiel słoneczny (ang. solar sail) to napęd kosmiczny wykorzystujący ciśnienie promieniowania słonecznego na dużą, lekką powierzchnię odblaskową do generowania siły napędowej bez paliwa chemicznego. Fotony emitowane przez Słońce przenoszą pęd – gdy odbijają się od żagla, przekazują mu pęd, powodując powolne, lecz ciągłe przyspieszenie. Koncepcja sięga Keplera (1610), który zaproponował, że ogony komet wskazują siłę promieniowania słonecznego.
Parametry żagli słonecznych: siła napędowa jest mała (ok. 9 N na km2 żagla w odległości Ziemi od Słońca), lecz ciągła i niewymagająca paliwa – po wystarczającym czasie osiąga prędkości niemożliwe dla napędu chemicznego. Materiały: Mylar, Kapton lub poliimid o grubości 2-5 mikronów (cieńszy = lżejszy = efektywniejszy). Misje żagli słonecznych: IKAROS (JAXA, 2010) – pierwsza udana misja z żaglem słonecznym w przestrzeni międzyplanetarnej; LightSail 1 i 2 (Planetary Society, 2015/2019) – demonstracja technologii, LightSail 2 skutecznie podniósł swoją orbitę siłą promieniowania. NEA Scout (NASA, 2022, Artemis I) – małe żagiel do bliskiej asteroidy. Koncepcja Breakthrough Starshot: miniaturowe żagle (gram) przyspieszone laserem naziemnym do 20% prędkości światła w kierunku Alfa Centauri.
Żagle słoneczne są obiecującą technologią dla misji bez paliwa w pobliżu Słońca i dalekiego kosmosu. Ich efektywność rośnie w pobliżu Słońca (siła proporcjonalna do 1/r2) i maleje z odległością. Dla misji do zewnętrznego Układu Słonecznego (Jowisz+) potrzeba napędu laserowego lub innego zasilania. Żagle słoneczne są jedną z niewielu realnych koncepcji dla misji międzygwiazdowych w perspektywie stulecia.