Japans zonnezeil is succesvol uitgevouwen

Het zonnezeil, dat drie weken geleden door de Japanse ruimtevaartorganisatie JAXA met een raket de ruimte in was gelanceerd, is met succes geactiveerd. Het zonnezeil moet voor de voortstuwing van een ruimtevaartuig gaan zorgen.

Op 20 mei werd Ikaros gelanceerd, een experimenteel ruimtevaartuig waarvan de naam refereert aan de Griekse mythologische figuur Icarus en een acroniem is voor Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun. Het voertuig werd ontworpen om te worden voortgetrokken door een zonnezeil, dat gebruikmaakt van lichtstraling om momentum op te bouwen. Door een zeer groot oppervlak aan zonlicht bloot te stellen, moet het zonnezeil voldoende fotonen tegen zich laten botsen om een deel van de impuls van die fotonen over te nemen.

Het zonnezeil bestaat uit vier panelen met een totale oppervlakte van twintig vierkante meter. Het van een aluminium coating voorziene plastic membraan is slechts 7,5 micron, of 0,0075mm dik. Behalve het voor voortstuwing benodigde oppervlak is het zonnezeil ook voorzien van thin film-fotovoltaïsche cellen die energie moeten opwekken. Die energie zou kunnen worden benut om een alternatieve voortstuwingsmethode van energie te voorzien. Tevens is het zeil voorzien van stofsensors en middelen om de hoek van het zeil aan te passen.

Het zonnezeil van Ikaros werd uitgevouwen door het cilindervormige ruimtevaartuig met twintig omwentelingen per minuut te laten rondtollen. Het zeil ontvouwde zich door de centrifugale krachten die hierbij worden gegenereerd. Inmiddels heeft de Japanse ruimtevaartorganisatie JAXA kunnen bevestigen dat het zonnezeil van Ikaros energie genereert, maar omdat de fotonen zo weinig momentum overdragen, is het nog te vroeg om te kunnen zeggen of Ikaros door fotonen wordt voortgestuwd.

Ikaros zou richting Venus moeten reizen en daar over ongeveer zes maanden moeten aankomen. Vervolgens moet de reis worden vervolgd richting de zon om daar in 2013 aan te komen. Het voertuig kan, anders dan bij het gebruik van traditionele propulsiesystemen, blijven accelereren, wat theoretisch zeer hoge snelheden voor ruimtevaart mogelijk maakt. In de toekomst wil JAXA een tweede zonnezeilvoertuig lanceren, dat dan een zonnezeil met een doorsnee van vijftig meter moet krijgen. Dat voertuig, dat naast een zonnezeil van een ionenmoter wordt voorzien, moet naar een groep Joviaanse asteroïden afreizen.

Reacties (143)

[vgroenewold]

Als dit idd waar is (ik zou er graag een foto oid van willen zien, puur omdat het cool is) is dat een enorme prestatie! Zoiets duns mbv centrifugale kracht uitvouwen noem ik echt klasse. Het enige wat ik mij afvraag bij zonnezeilen... hoe lang duurt het voordat je die snelheden behaalt en ben je op een gegeven moment niet beperkt tot het gebrek aan zonnewind als je in interplanetaire ruimte verkeerd?

ps. in de bron zie ik een foto, maar om nu te zeggen dat dat zo duidelijk is...

[Reactie gewijzigd door vgroenewold op 23 juli 2024 22:25]

[mjtdevries]

De japanners zien dit concept helemaal niet als iets voor interplanetaire ruimtereizen.
Bij het vorige nieuwsitems hierover was er ook al verwarring over en toen heb ik hun video eens goed bekeken.

Het concept is als volgt: Als je in een baan om de zon zit, dan kun je naar een hogere baan komen als je snelheid toeneemt, of in een lagere baan als je snelheid afneemt.

Je gebruikt het zeil dus niet als bij een normaal zeilschip. Je kunt namelijk niet tegen de "wind" in laveren met dit zonnezeil.

Als je dat ding vanaf de aarde lanceert dan zit je vanzelf in een baan om de zon met dezelfde snelheid als de aarde. Door het zeil te richten kun je zorgen dat de kracht die de fotonen op je zeil uitoefenen je vaartuig versnellen of vertragen.
Om naar Venus te gaan moet je vertragen, en als je dat precies genoeg doet dan kom je in dezelfde baan als Venus. Als je het op het juiste moment doet dan kom je tegelijk met Venus in die baan uit.

[humbug]

De vraag is natuurlijk of je zoveel kunt versnellen dat je in zo'n hoge baan komt dat je ook fotonen van een andere zon kan oppikken. In dat geval zou je wel degelijk van zonnestelsel naar zonnestelsel kunnen reizen....

Reizen tussen twee planeten (bv venus en aarde) zou volgens het concept sowieso geen probleem hoeven te zijn. Vraag is alleen hoe lang zo'n reis duurt, je neemt niet echt de kortste route.

[Verwijderd]

Sterker nog; als gevolg van een hogere snelheid vlieg je een andere baan. Je kunt niet om de aarde (of zon) heen vliegen in dezelfde baan met een verschillende snelheid. Bij het vliegen in een baan hoort een bepaalde snelheid. Schijnt iets te maken hebben met kinetische en potentiele energie

Het voordeel van zo'n zonnezeil is dat je missies kunt vliegen die veel brandstof vergen. Dit zijn ofwel missies naar objecten die ver weg staan ofwel banen vliegen die een continue voortstuwing vragen om te voorkomen dat je terug valt in een andere baan als gevolg van de aantrekkingskracht van hemellichamen. Als bekend voorbeeld voor dit laatste is een baan boven een van de polen. Voor het vliegen van deze baan, moet je continu corrigeren en is met andere voortstuwing niet haalbaar voor een langere periode.

[RadiantThunder]

Het wordt niet door zonnewind voortgestuwd:

The craft is not powered by the solar wind, which is made up of much slower ionized particles that create a force of only one percent that produced by photons.

Maar wel door fotonen:

The sail works through photons of light reflecting off the sail transferring their forward momentum to the sail to push the attached craft forward.

[High-Voltage2]

Het wordt niet door zonnewind voortgestuwd:

Maar wel door fotonen:

Dan nog neemt de intensiteit af naarmate de afstand toeneemt. Zelfde hoeveelheid moet zich verdelen over een steeds groter oppervlakte.
Dus waarschijnlijk gaat de voortstuwingskracht toch afnemen naarmate je verder bent van de zon.

Edit:
Als je één keer de nodige snelheid hebt opgebouwd dan maakt het ook niet uit dat de stuwkracht afneemt. Je kan dan rustig aan een paar duizend kilometer per uur verder reizen.

[Reactie gewijzigd door High-Voltage2 op 23 juli 2024 22:25]

[Pure_evil]

Paar duizend km per uur? Als je er maar dat uit haalt zou ik er niet eens naar omkijken

Helios 2 haalde al meer dan 250.000km/h

[High-Voltage2]

Helios 2 was wel een snelheidsrecord.

Je hebt sowieso al iets van een 40 000 km/h aan lanceersnelheid om los te komen van de aarde. Dus die paar duizend km/h moet je een beetje ruim zien

[Luno]

Ja t.o.v de aarde en tegen de tijd dat je los bent is de snelheid nul t.o.v. de aarde.

Dus nu de hamvraag: wat moet je snelheid zijn om los te komen van het zonnestelsel.

(en niet spieken in wikipedia)

[.oisyn]

Je hebt sowieso al iets van een 40 000 km/h aan lanceersnelheid om los te komen van de aarde.

Lekker kort door de bocht. Dit is als je een object vanaf aarde lanceert en je tijdens de klim dus geen verdere stuwkracht aan toevoegt. Dat geldt natuurlijk niet voor dit apparaat.

[blobber]

Sterker nog de intensiteit neemt af met de vierde macht van de afstand, dat gaat dus rap...

[Sickboy22]

Het lijkt me dat hier eerder de 'kwadratenwet' opgaat. Kwadratenwet. Nog steeds neemt het rap af, maar wel minder rap dan wat jij zegt.

Zolang er snelheidsverschil is tussen het zonnezeil en de invallende fotononen zal er stuwkracht zijn. Die wordt uiteraard steeds minder omdat de intensiteit van invallende fotononen afneemt en het snelheidsverschil steeds kleiner wordt. Daarnaast gaan op een gegeven moment ook de relativistische effecten een rol spelen, maar dan kan iemand met meer kennis van relativiteit waarschijnlijk zinnigere dingen over zeggen.

[Baritee]

Correctie: Intensiteit neemt kwadratisch af met de afstand

[OddesE]

Zonnewind of niet...

Vervolgens moet de reis worden vervolgd richting de zon om daar in 2013 aan te komen.

In de richting van de zon? Is dat dan niet tegen 'de wind' in?
Iemand een idee hoe dat dan werkt?

EDIT: Sorry _Teq_, jij vraagt je hieronder precies hetzelfde af.

[Reactie gewijzigd door OddesE op 23 juli 2024 22:25]

[Luno]

Goeie vraag.

In een beetje Jip-enJanneke taal:

De aarde draait om de zon en een stabiele baan. Voorwerpen die iets langzamer gaan (gezien in de cirkel om de zon) vallen naar de zon toe (aantrekkingskracht van de zon).

Als je je zeil zo zet dat je cirkelsnelheid wordt afgeremd dan ga je naar de zon vallen.

[ingmaronline]

Nu er dus een flinke laser op beamen en holadiejee de Voyager 1&2 achterna, to infinity and beyond!

[tormentor1985]

Dit ding zal op de deur zelfs de Voyager 1 & 2 in kunnen halen aangezien het blijft accelereren tot het theoretische maximum.

Als het aan Stephen Hawking ligt worden die dingen weer mooi terug naar de aarde geslingerd

[i-chat]

bijna goed, - het is namelijk maar de vraag of photons een snelheid hebben die gelijk is aan de maximum theoretische snelheid.

en het is maar de vraag in hoeverre de 5e dimensie nog roet in het eten kan gooien van zonnezeilen ten opzichten van andere reismogelijkheden.

[Verwijderd]

Heel lang, maar (i) dat valt in het niet bij de lengte van de totale missie en (ii) hierdoor bespaar je jezelf heel veel lanceergewicht (kleinere launcher en je hoeft geen brandstof voor je satelliet mee te schieten).

Dit is een hele grote stap voor de Technology Readiness level van zonnezeilen. Succesvolle tests als deze maken nieuwe missies mogelijk aangezien het hierdoor een bewezen technologie wordt. Probleem met de TRL is dat zonnezeilen op aarde moeilijk te testen zijn (formaat icm vacuumruimte).

Momenteel wordt er gewerkt aan toepassingen waarbij er een combinatie is van SEP (solar electric propulsion) icm zonnezeilen (het zogenaamde Hybrid Low Thrust Propulsion).

Naast het vliegen van grote afstanden kun je ook aan de slag met het vliegen van banen die normaal teveel brandstof kosten (bijvoorbeeld boven een pool), de zogenaamde non-keplerian orbits.

[Verwijderd]

Daarbij als het zeil zo dun is en het ding al maar snel gaat, zullen er dan bij een bepaalde snelheid niet allemaal deeltjes doorheen prikken?

Nog een beer op de weg.. zal het uiteinde van het zeil niet omklappen of iets dergelijks? Of komt er stof op het doek zodat er geen licht meer op valt..

Respect voor de makers.. Volgens mij hebben ze een hoop technische uitdagingen gehad.

[High-Voltage2]

Daarbij als het zeil zo dun is en het ding al maar snel gaat, zullen er dan bij een bepaalde snelheid niet allemaal deeltjes doorheen prikken?

Zelfs als het een dikke plaat was dan kwamen er nog gaten/blutsen in. Klein ruimtestof dat met duizenden kilometers per uur door de ruimte suist heeft een enorme impuls. Op moment van inslag kan zelfs een klein kiezeltje al serieuze schade aanrichten. Dus binnen afzienbare tijd is dat zeil niets meer dan een zeef.

[FreezeXJ]

Zoveel puin is er nou ook weer niet Maar ja, het ding zal de nodige gaten krijgen, ik neem aan dat daar rekening mee gehouden is. Naar het lijkt is het zeil opgespannen, en kun je er heel veel uit weghalen, en gaat het vooral om het totale oppervlak. Dat zal niet echt hard afnemen door die gaatjes.

[Verwijderd]

Bovenstaande uitleg is correct. Er wordt rekening gehouden met een degradatie van je zonnezeil. Aangezien je over fotonen praat is het niet erg boeiend als er kleine gaatjes in zitten.

[Verwijderd]

Nee mja een grote steen en het vehikel raakt misschien wel uit zijn baan.. ik hou mn hart vast haha

[ormagon]

Een grote steen is gevaarlijk voor elke ruimtevaartuig...

[High-Voltage2]

Zoiets duns mbv centrifugale kracht uitvouwen noem ik echt klasse.

Ter vergelijking: Aluminium huishoudfolie zou om en bij de 10 µm dik zijn.

Het enige wat ik mij afvraag bij zonnezeilen... hoe lang duurt het voordat je die snelheden behaalt en ben je op een gegeven moment niet beperkt tot het gebrek aan zonnewind als je in interplanetaire ruimte verkeerd?

Dan kan je toch "simpel" zelf uitrekenen? Integraal van de voortstuwingskracht (in functie van afstand, en dus tijd) over de tijd gedeeld door de massatraagheid. Je moet er alleen even rekening mee houden dat afstand en tijd zich niet lineair verhouden aangezien je een versnelling hebt. Beetje met de cijfers spelen, dan lukt het wel.

[comatoast]

inderdaad, uit de foto is op te maken dat het niet meer ingevouwen is .. voor de rest ??

[BasTijs]

Als iemand interessse heeft, Hayabusa (ook Jaxa) komt zondag waarschijnlijk terug op aarde (http://www.jaxa.jp/press/2010/06/20100609_hayabusa_e.html)

Erg leuk verhaal om te lezen over alle tegenslagen die overwonnen zijn:
http://www.isas.jaxa.jp/e...4/presskit_hayabusa_e.pdf

[Erycius]

Wat gebeurt er eigenlijk met een foton die zijn momentum heeft verloren? Ik weet dat licht een combinatie is van deeltjes en golven, maar zelf als je alleen naar het deeltjesgedeelte kijkt moet je toch ook ergens onthouden dat licht aan een constante snelheid reist?
Of kan een foton deeltje momentum verliezen zonder snelheid te verliezen? Zelfs dan nog blijft de vraag wat er met die foton gebeurt.

[rubenvb]

Een foton heeft inderdaar een constante snelheid en kan deze niet verliezen als het blijft bestaan. Er kunnen twee dingen gebeuren als een foton het zonnezeil bereikt:

1. Het foton wordt geabsorbeerd door het zeil en zijn energie/impuls wordt omgezet in warmte (E = hf). Dit wordt natuurlijk zo veel mogelijk vermeden door het zeil als een spiegel te laten werken (vermoed ik). Behoud van impuls zegt wel dat de impuls naar het zonnezeil moet gaan (meer exact het atoom dat het foton heeft geabsorbeerd).
2. Het foton wordt weerkaatst, waarbij zijn impuls omkeert en dus een netto-impulsverandering optreedt van 2 keer de impuls van het foton. Dit verschil wordt netjes toegevoegd aan het zonnezeil, waardoor het een (heel kleine) duw krijgt.

Dus:
1. foton weg, impuls zonnezeil + hf/c
2. foton weerkaatst, impuls zonnezeil + 2hf/c

Let wel: eigenlijk moet je relativistisch te werk gaan, maar deze uitleg volstaat voor het principe.

[tostyijzer]

Is er niet nog een 3e optie? Dat de foton licht gaat uitzenden op een lagere frequentie? Als je kijkt naar botsingen van fotonen op andere elementaire deeltje gebeurd dit namelijk nog wel eens.

[AlexanderB]

nee, dat hoort bij optie 1, de foton ramt een atoom, die atoom krijgt er energie bij, en loost die daarna weer als een foton met lagere frequentie / grotere golflengte..

[Reactie gewijzigd door AlexanderB op 23 juli 2024 22:25]

[Stoney3K]

Dus:
1. foton weg, impuls zonnezeil + hf/c
2. foton weerkaatst, impuls zonnezeil + 2hf/c

Let wel: eigenlijk moet je relativistisch te werk gaan, maar deze uitleg volstaat voor het principe.

2 kan in mijn natuurkundeboekje niet.

Het foton zou dan nog altijd energie hebben (E = hf) en op de één of andere manier zou het TWEE keer zijn energie aan het zonnezeil moeten geven als het ding weerkaatst wordt. Dat betekent dat er dus energie uit het niets zou moeten komen

Qua impuls klopt het allemaal misschien wel, maar energie-technisch klopt er toch iets niet. Als een foton van richting verandert moet er niets met de energie gebeuren (en kan er dus ook geen energie omgezet worden in snelheid van het ruimtevaartuig).

[Blaat]

Of het nou klopt in jouw natuurkunde boekje of niet, het is toch echt zo.

Dat komt omdat de normale energie consideraties niet van toepassing zijn op fotonen, ze hebben immers "geen massa". Daarom gelden hier andere regels dan de klassieke wet van behoud van energie. Deze regel geldt nog wel, maar dan wel de relativistische regels. Je kan impuls en energie hier namelijk niet los van elkaar zien (een verhaal over viervectoren wat ik niet ga uitleggen). De point is dat het wel uitkomt, als je de juiste regels toepast.

[RadiantThunder]

Ik heb eventjes wat opgezocht, en dit lijkt er verband mee te hebben:

In 1923 deed A.H. Compton experimenten met elektronen die werden gebombardeerd met fotonen die niet in hun geheel werden geabsorbeerd, maar gedeeltelijk hun energie afstaan. Het elektron en het foton veranderen dan van richting en impuls. Voor het elektron resulteerde dat in een snelheidsverandering en voor het foton resulteerde dat in een golflengteverandering. Doordat het foton energie verliest is aan de formule te zien dat zijn frequentie kleiner wordt

bron:http://www.omnismanus.nl/de%20vroege%20quantumtheorie.htm

Ik denk dus dat die fotonen weerkaatsen en daarbij een lagere frequentie krijgen oftwel een verschuiving naar het rode deel van het spectrum. Het zeil krijgt de snelheidsverandering en gaat door de botsing een klein beetje sneller.

Als dit fout is, laat het weten want ik leer graag bij

[Stoney3K]

Als dit fout is, laat het weten want ik leer graag bij

Vergeet niet dat quantumfysische effecten niet zomaar op meter-schaal door te bedenken zijn

Als een foton een elektron raakt, wordt het elektron versneld of vertraagd en daardoor krijgt het atoom waar het aan vast hangt een ander energieniveau. Meestal in een aangeslagen toestand, dan heb je het dus over absorptie, en 9 van de 10 keer wordt het dan omgezet in warmte of in een lager-energie foton (fluorescentie/fosforescentie).

[Verwijderd]

Het gaat inderdaad om het golflengte verschil tussen het ingestraalde/weerkaatste licht. Dit is ook de enige mogelijke manier waarop fotonen in dit geval hun energie kunnen verliezen. Hun snelheid is vrijwel constant door de ruimte(tot zover bekend), en er is geen werkelijke massa. Hun hele energie wordt dus nu vastgehouden in de vorm van de golflengte. Als dan de golflengte van het uitgestraalde licht minder energierijk is, betekend het dat het zonnezeil vooruit gestuwd word.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 23 juli 2024 22:25]

[DaDolce]

Hmmm...Dat ding gaat richtting de zon? Ik dacht dat de bedoeling van zo'n zonnezeil was om licht (fotonen) als voortstuwing te gebruiken...Als je het vergelijkt met een vlieger en de wind, dan is zonlicht dus de wind. Licht gaat juist van de zon vandaan...Dus waarom zo'n ding bouwen om naar de zon toe te vliegen? Ik zou denken dat zo iets erg nuttig kan zijn als je juist van de zon vandaan vliegt. Hier wordt het dus als een soort zonnepaneel gebruikt neem ik aan? Als het rendement hiervan hoger is dan een normaal zonnepaneel, dan kan ik het begrijpen, maar volgens mij is dat niet zo....Ik snap wel dat zo iets een stuk lichter en draagbaarder is dan een traditioneel zonnepaneel, maar wegen de kosten dan wel op tegen de baten?

[Verwijderd]

Hmmm...Dat ding gaat richtting de zon? Ik dacht dat de bedoeling van zo'n zonnezeil was om licht (fotonen) als voortstuwing te gebruiken...Als je het vergelijkt met een vlieger en de wind, dan is zonlicht dus de wind. Licht gaat juist van de zon vandaan...Dus waarom zo'n ding bouwen om naar de zon toe te vliegen? Ik zou denken dat zo iets erg nuttig kan zijn als je juist van de zon vandaan vliegt.

De optimale manier om snelheid te maken met een zonnezeil is om zo dicht mogelijk bij de zon te beginnen waar de energiedruk van de zon het hoogste is.
Het is daarom sneller om rustig snelheid op te bouwen en ook gebruik te maken van de aantrekkingskracht van de zon en daarom een baan te kiezen die eerst naar de richting van de aarde volgt, dan naar de zon draait en dan zo dicht mogelijk langs de zon te vliegen waarbij de snelheid vooral toeneemt door de gravitatie en dan vlak bij de zon heel veel druk van de fotonen te krijgen en daardoor veel veel sneller weg te acceleren dan je vanuit de aarde naar buiten zou kunnen.

Bij een traditionele start van een zonnezeil vanaf de aarde wordt de snelheid niet hoger dan 20km/s maar met een passage vlak langs de zon kan de snelheid tot 140 km/s oplopen. Je heb wel een half jaar extra nodig voor die versnelling maar dat haal je snel in door het enorme snelheidsverschil.

[Verwijderd]

Een zonnepaneel is geen motor. Een zonnepaneel levert je energie waarmee je apparaten aan kunt zetten (zoals een camera, computer of meetinstrument). Als je niet kiest voor een zonnezeil, kun je kiezen voor een traditionele verbrandingsmotor of voor een motor die een continue hele kleine kracht levert (0.1 N). Beide motoren zijn echter zwaar en verbruiken brandstof. Het voordeel van een zonnezeil zit hem erin dat je langdurige voortuwing hebt zonder brandstof te verbruiken. Hierdoor neemt je totale missietijd extreem toe.

[Xthemes.us]

En zoals in het artikel staat,

Het voertuig kan, anders dan bij het gebruik van traditionele propulsiesystemen, blijven accelereren, wat theoretisch zeer hoge snelheden voor ruimtevaart mogelijk maakt.

Ook een zeer groot voordeel. Het probleem met de huidige ruimtevaart is altijd dat dingen te ver weg zijn, dus een systeem dat z'n eigen 'brandstof' aanmaak gekoppelt met een bijna continue versnelling zorgt er eindelijk eens voor dat we de limieten van een brandstofmotor opzij kunnen zetten.

[kwinvdv]

Maar dit beantwoord nog niet de vraag waarom dit ruimtevaartuig richting de zon gaat, en wat ik ook uit dit artikel haal is dat de zon ook het eindpunt is wat mij ook een beetje zonde lijkt. Of draagt dit voertuig geen enkele meet apparatuur met zich mee waardoor het geen mogelijkheden heeft om metingen te verrichten, en is dit alleen bedoelt om deze zonnezeil techniek te testen?
Maar wat ik mij dan ook afvraag, dat zeil is heel dun, maar wat als het voertuig een klein stukje rots tegen komt? Als die een beetje snelheid heeft heb je zo een gat in het zeil zitten. Als dit geen probleem is en het zeil blijkt goed te werken, dan is dit wel een goede manier om rendabel tot ver in de ruimte te komen, want bij alle andere voortstuwingsmechanismen moet er massa worden verplaatst van het voertuig af, waarvoor een bron nodig is op een voertuig zelf die op kan raken.

[Verwijderd]

Je vliegt in de ruimtevaart bijna nooit recfht naar je doel. Je moet namelijk snelheid minderen om je doel te naderen en je moet van baan veranderen. Beide kosten veel kracht en hiervoor kun je optimaal gebruik maken van andere hemellichamen (swing by). Je moet hierbij echt stoppen met denken in rechte lijnen, maar altijd in banen (elipsen) om bepaalde hemellichamen. DOor te versnellen vergroot je je baan en kun je ontsnappen aan de zwaartekracht van het hemellichaam waar je omheen vliegt.

Degradatie van je zonnezeil is geen probleem en wordt ingecalculeerd.

[Jazco2nd]

Het gaat niet richting de zon, lees het Engelse artikel, het gaat juist van de zon af en beland na Venus achter de zon.

[m277755]

Je kan vanaf de aarde nooit dichterbij venus komen door verder van de zon af te gaan. Waar de planeten ook zijn in hun baan om de zon, venus is altijd dichtebij de zon dan de aarde. Je zal dus altijd dichter naar de zon moeten gaan om bij venus uit te komen.

[Durandal]

Je vergeet de rotatie van de Melkweg.

Ik geef toe, dat gaat wel een tijdje duren.

[.oisyn]

Je vergeet de rotatie van de Melkweg.

Dus? Je roteert zelf ook mee, dus die is irrelevant.

[FlorisB]

Net als met zeilen kun je natuurlijk ook tegen de wind in zeilen...

[Stoney3K]

Als je het vaartuig in een elliptische baan slingert, dus genoeg afstand nemen VAN de zon, tot je 'hoogste punt', je apogeum, dan neemt de zwaartekracht van de zon het over en word je dus met ongeveer dezelfde snelheid weer naar de zon toe getrokken.

Recht op de zon af vliegen gaat met dit ding natuurlijk niet. Afgezien van het feit dat dat gewoon stom is om te doen en alleen leuk is in films (welk vaartuig overigens hetzelfde heet. )

[_Teq_]

Het 'zeil' vangt protonen op (als wind) maar komt toch in 2013 op de zon aan. 'Zeilt' het ding dan tegenwinds, of gaan ze zigzaggen o.i.d.? (Of, en dat is aannemelijker, snap ik een belangrijk onderdeel van het apparaat niet?)

[Verwijderd]

Tegen de zon in zeilen kan niet en zigzaggen is ook geen optie. De kracht die je ontwikkeld met zo'n zeil is extreem klein. Je praat over een continu kracht van nog geen tienden newtons. Even een zigzag koers gaan zeilen is dan ook geen optie (kost teveel kracht).

In de praktijk vang je dit op door je zeil te draaien zodat je geen tegenkracht ondervindt en de baan door te vliegen. Als je de zonnewind in de rug hebt, draai je je zeil weer in de juiste stand waardoor je nieuwe versnelling ondervindt en dus een nieuwe versnelling opwekt.

Wil je versnellen tegen de zon in, dan gebruik je een alternatieve manier van voortstuwing.

[vgroenewold]

Dat heeft gewoon met de baan te maken die het apparaat gaat maken, het kan nog niet zomaar ontsnappen aan de zwaartekracht van de planeten. Bovendien zal het ook wel geplanned zijn. En het zijn fotonen, niet protonen.

[Reactie gewijzigd door vgroenewold op 23 juli 2024 22:25]

[TNJ]

Is gewoon een foute vertaling. Hij komt dan aan achter de zon, staat er in het Engelstalige tekst.

[mr.paaJ]

dus ze gaan nu met behulp van zonnestralen richting de zon... zit er een laveer-mechanisme in?

[Stoney3K]

dus ze gaan nu met behulp van zonnestralen richting de zon... zit er een laveer-mechanisme in?

Laveren op zonlicht gaat niet werken.

In de wind gaat het wel, omdat je zeil onder een hoek met de wind als een vleugelprofiel werkt, en je daarom 'haaks' op de wind snelheid kan maken. Zig-zag je nu continu 45 graden linksom en rechtsom de tegenwind in, met het zeil haaks op de wind, dan kun je dus tegen de wind in ook aardig wat snelheid maken.

Logischerwijs gaan vleugelprofielen niet echt werken in een lichtbundel.

[Verwijderd]

Dat je tegen de wind in kan (door laveren) heeft niks met het profiel van het zeil te maken maar wordt mogelijk gemaakt door het gebruik van zwaarden of een kiel oid. Met een zonnezeil zou je ook kunnen laveren (mits je iets hebt om die kiel in te steken).

Het profiel in het zeil maakt het zeil efficienter.

Voor zover ik begrijp kan dit voertuig alleen voortstuwing via het zonnezeil krijgen in een richting recht van de zon af. Dmv. aantrekkingkracht van planeten en een alternatieve voortstuwing wordt richting bepaald.
Als het voertuig op het juiste moment uit de baan om een planeet raakt zijn alle richtingen mogelijk.

[crepsly]

Zoals mjtdevries al zei:

"Als je dat ding vanaf de aarde lanceert dan zit je vanzelf in een baan om de zon met dezelfde snelheid als de aarde. Door het zeil te richten kun je zorgen dat de kracht die de fotonen op je zeil uitoefenen je vaartuig versnellen of vertragen.
Om naar Venus te gaan moet je vertragen, en als je dat precies genoeg doet dan kom je in dezelfde baan als Venus. Als je het op het juiste moment doet dan kom je tegelijk met Venus in die baan uit."

[Verwijderd]

Ik zou niet zeggen dat het niet mogelijk is hoor. Stel over 50 jaar hebben we een quantum mechanische truuc om meer " fotonendruk" te creeren aan de " bolle" kant van het " zeil" .

[Verwijderd]

Dan nog is de druk veeeel te klein om te kunnen laveren. Je praat over een kracht die niet eens in Newton wordt gemeten (maar een fractie ervan). Een zonnezeil heeft wel de mogelijkheid om te draaien zodat de hoek naar de zon optimaal is, maar dan vang je natuurlijk maar een deel van de energie die je zou vangen op het moment dat je de zon in de rug hebt.

Om bovenstaande reden moet je ook rekening houden met het jaargetijde als je om de aarde vliegt. Door de kanteling van de as van de aarde vang je (uit mijn hoofd) in onze winter een gunstigere hoek tov de zon om te vliegen. Het omgekeerde jaargetijde (de zomer in dit geval) is veel minder gunstig. Bij huidige groottes van zonnezeilen praat je over een verschil van 100kg brandstof per jaar als je de baan zou vliegen met een normale motor (het verschil tussen voortstuwing tussen zomer en winter dus).

[Basbarbrbarbr]

Lijkt mij dat ze van de zon af gaan; zo goed als geen weerstand in de ruimte en daardoor zouden de fotonen genoeg energie leveren om het voertuig vooruit te laten gaan.

[badeendjuh]

Het artikel stelt toch echt dat dit gevaarte richting de zon gaat nadat het Venus heeft aangedaan. En Venus is vanaf de aarde gezien ook richting de zon.

Ik ben dus samen met mr.paaJ wel benieuwd hoe dat dan precies werkt.

[Yezpahr]

Als je dan niet alleen die zin leest waar je het over hebt maar ook het stukje daar omheen, dan kun je je eigen antwoord lezen.

2de van de 4 alinea's:
Behalve het voor voortstuwing benodigde oppervlak is het zonnezeil ook voorzien van thin film-fotovoltaïsche cellen die energie moeten opwekken. Die energie zou kunnen worden benut om een alternatieve voortstuwingsmethode van energie te voorzien

[Verwijderd]

Die energie zou kunnen worden benut om een alternatieve voortstuwingsmethode van energie te voorzien

Wordt dit gedaan door een ionenmotor?
http://nl.wikipedia.org/wiki/Ionenmotor

[humbug]

Lijkt erop dat je rondjes om de zon draait en steeds dichter bij de zon laveert.

[Verwijderd]

Je vliegt altijd in een soort baan. Dit kan varieren van bijna cirkelvormig tot extreem eliptisch. Het is zaak om mbv het zeilen de baan weer een beetje te verleggen zodat je uit de baan om de aarde ontsnapt en in een baan om de zon komt. De elips die je vliegt wordt dus steeds groter, totdat de aantrekkingskracht van de zon overwint. Je hebt alleen voorstuwing met de zon in de rug.

[Toff]

Ja, vanuit het ruimteschip kan met een zaklamp worden bijgestuurd.
Natuurlijk speelt gravitatie een niet onaanzienlijke rol in het geheel.

[MorgothG]

In een aflevering vanbStartrek DS9 komt ook zo'n zeilboot voor. Het blijft bijzonder wanneer Science fiction - fact wordt. Voor lange afstanden zou dit best een aardige oplossing kunnen zijn. Totdat we 'echte' ruimte motoren kunnen bouwen. Noodzack drijft vele uitvindingen. Met de meer en meer actievere zon en de afhankelijkheid van satalieten sta ik er niet van te kijken als een soort force field oid (waarschijnlijk heel zwak maar genoeg tegen extreme straling van zonnevlammen) binnen 10 jaar zou kunnen. We leven in gave tijden, al de tijd van de vliegtuigpioniers. Nu maar hopen dat de crisis iets van de research budgetten heel houdt.

[_Thanatos_]

Het zit dacht ik ook ergens in een ep van Star Wars, en wrs in wel meer series/films. Het is ook gewoon een logische gedacht zodra je weet dat fotonen een miniscuul momentum kunnen opwekken. De truuk zit em vooral in het maken van een realistisch zeil, en het uitvouwen ervan. En natuurlijk: wat als je de zon niet in de rug hebt?

[Arjeantonio]

De Bejorans waren inderdaad eerder (16e eeuw) dan de Japanners.

[atimar]

naar de zon lijkt me toch echt een probleem gezien dat ding dan tegen z'n voortstuwing in moet vliegen
't is nou eenmaal niet net als met een zijlboot dat je kan laveren of zo omdat een boot dan water heeft als medium om tegenaan te drukken zodat de uiteindelijke kracht die er ontstaat (schuin) tegen de wind in is
Ikaros heeft deze luxe niet en zal zaardoor volgens mij nooit tegen het licht in kunnen vliegen behalve als er een andere aandrijving aanwezig is.

zo, nou ff gek doen ....
als het zo is dat een actie een even grote en tegengestelde reactie zou geven, kan dat ding dan niet gewoon een zaklantaarn gebruiken (achterlicht) en de uitgaande licht-stroom de voortstuwing laten zijn ?

[Sjoerdos]

Nee...want de fotonen uit de zaklantaarn duwen dat ding naar achter (actie=reactie), en vervolgens zorgen die fotonen weer voor een kracht naar voren...wat het geheel opheft......je kunt jezelf ook niet in je rug vooruit duwen he

[OddesE]

Jawel, wat hij zegt kan dus wel.

Je kunt een zaklamp naar de achterkant richten en dan wordt het voertuig naar voren geduwd. Je kunt ook een kanon er op monteren en kanonskogels naar achteren schieten, zelfde effect.

Beide methoden hebben echter hetzelfde fundamentele probleem: De kanonskogels raken op en de batterijen van de zaklamp raken leeg.

Het mooie van het zonnezeil is dat je de 'kanonskogels' van de zon onderschept en die raken praktisch gezien nooit op. En dus kan je vaartuig blijven versnellen zolang je daar gebruik van kunt blijven maken.

Let wel, doordat de ruimte vrijwel wrijvingsloos is zal het vaartuig, nadat het buiten bereik van de zon is, op zijn topsnelheid door blijven vliegen, waarbij het maar heel langzaam vaart mindert, door die enkele atoom die het hier en daar toch tegenkomt. Het kan dus nog jaren doorvliegen nadat het zonnestelsel verlaten is.

EDIT:

Ach ik zie de verwarring..

Atimar bedoelt: Op de achterkant van het schip een zaklamp die naar achteren schijnt
Sjoerdos bedoelt: Op de achterkant van het schip een zaklamp die *naar voren* schijnt, gericht op het zeil wellicht. Dat werkt inderdaad niet.

[Reactie gewijzigd door OddesE op 23 juli 2024 22:25]

[AlexanderB]

nee, maar met een bladblazer op rolschaatsen kan je jezelf wel vooruit stuwen, maar "een zaklamp" vereist nog veel meer energie dan een gewone raketmotor.
het hele idee is om rondjes om de aarde te draaien om snelheid op te bouwen, (half met de zon mee, en half dr tegenin met het zeil weggedraaid) en als dr genoeg snelheid is, met het zeil ingedraaid richting zon te vliegen zonder dus weer af te remmen..

[dasiro]

Het voertuig kan, anders dan bij het gebruik van traditionele propulsiesystemen, blijven accellereren, wat theoretisch zeer hoge snelheden voor ruimtevaart mogelijk maakt.

het kan niet blijven accellereren. Eens de snelheid van het licht (= fotonen) bereikt is, zal de snelheid constant blijven of verminderen

[WeeJeWel]

De snelheid van het licht zal überhaupt nooit worden behaald, gezien dit ding massa heeft

[ALRD]

Leuk en aardig allemaal, maar ben ik de enige die zich afvraagt hoe dat ding naar de zon toe kan "varen". Moet dat ding tegen de wind in kruisen, en kan hij ook halve wind?

[Arrim]

Ik denk dat hij er in een soort spiraal naartoe gaat, dan ga je 'schuin met de wind'.
Immers, alles in het zonnestelsel zit in een baan om de zon.