A tudósok egy úttörő napvitorlást, egy speciális űrhajót fejlesztettek ki az aerografit nevű anyag (ez a legkönnyebb szilárd anyag) felhasználásával. A szimulációk során ezek a kizárólag a Nap fotonjai által meghajtott napvitorlások a közvetlen kifelé irányuló átviteli módszerrel mindössze 26 nap alatt elérték a Marsot.

Ez a gyorsaság az aerografit egyedülálló tulajdonságainak köszönhető, mivel hihetetlenül alacsony sűrűsége felülmúlja azokat az anyagokat, melyeket hagyományosan alkalmaznak ezen eszközök esetében. Bár ezek a vitorlások csak alacsony tömegű rakományt képesek szállítani, gyors bolygóközi és csillagközi utazási potenciáljuk új lehetőségeket nyit meg – így ezek az eszközök egy nap forradalmasíthatják az űrkutatást.

A kísérlet során a kutatók az említett, aerografit felhasználásával készült napvitorlások sebességét szimulálták – számol be róla az Interesting Engineering. Az eszközök tömege legfeljebb 1 kilogramm volt, ebből az aerografit 720 grammot tett ki, és az eszköz 104 négyzetméteres vitorlás felülettel rendelkezett. Mindezt figyelembe véve mérték meg azt a sebességet, amellyel a napvitorlások elérhetik a Marsot és azt a csillagközi közeget, amelyet heliopauzaként is ismernek – vagyis azt a határt, ahonnan már nem érezhető a napszél hatása.

Mindkét utazáshoz két különböző pályát szimuláltak a Földről, amelyek közvetlen kifelé és befelé irányuló transzfer módszerként ismertek. A Mars-utazás és a heliopauza közvetlen kifelé irányuló átviteli módja magában foglalta a napvitorlás üzembe helyezését és a Föld körüli poláris pálya elhagyását is. A befelé irányuló átviteli módszer esetén a napvitorlást egy hagyományos rakétával a Naptól nagyjából 0,6 csillagászati egységre (1 csillagászati egység a Földnek a Naptól mért átlagos távolsága, körülbelül 150 millió km) repítették. A napvitorlás csak ezután kezdte meg az útját a Mars vagy a heliopauza felé.

A számítások szerint a közvetlen kifelé irányuló átviteli módszer esetén egy napvitorlás akár 26 nap alatt is elérheti a vörös bolygót, míg a befelé irányuló átviteli módszert alkalmazó űrhajó 126 nap alatt érné el a Marsot, bár ebből 103 nap volt az az idő, amíg hagyományos rakéta elérte azt a pontot, ahol a napvitorlást üzembe lehetett helyezni.

A heliopauzába vezető út esetében a befelé tartó transzfer módszerrel 5,3, míg a kifelé történő transzfer módszerrel 4,2 évig tartott az utazás.

Ez a más módszerrel technikai eszköz számára jelenleg jó eséllyel elérhetetlen sebesség az aerografit alacsony sűrűségének köszönhető, amely felülmúlja az olyan hagyományos anyagokat, mint a Mylar. Természetesen hihetetlen sebességük ellenére a napvitorlások csak nagyon kis rakományt tudnának szállítani a Marsra vagy a mélyűrbe – a Breakthrough Starshot küldetés például azt reméli, hogy egy napon egy nagyon könnyű kamerát küldenek a legközelebbi csillagrendszerünkbe, az Alfa Centauriba 20 éven belül. Mint Dr. René Heller, a Max Planck Naprendszerkutató Intézet asztrofizikusa és a tanulmány társszerzője nyilatkozott:

“A napvitorlás meghajtása lehetővé teszi kis hasznos teher (1 kilogramm alatti) gyors szállítását az egész Naprendszerben. A hagyományos kémiai hajtóműhöz képest, amely több száz tonna hasznos terhet képes alacsony föld körüli pályára juttatni, és ennek nagy részét eljuttatni a Holdra, a Marsra és azon túl, ez nevetségesen kevésnek hangzik. De a napvitorlás technológia legjelentősebb értéke a sebesség.”

Mióta sikeresen bemutatott egy működő napvitorlást, a Planetary Society együttműködik a NASA-val és más szervezetekkel a jövőbeli küldetéseken. A NASA várhatóan 2025 februárjában indítja el Solar Cruiser küldetését, amely a Napot egy napvitorlás űrhajó segítségével vizsgálja.

(Kép: A Solar Cruiser művészi ábrázolása, forrás: NASA)