Klikkaa kuvaa!Pekka Janhunen esitelmöi Kirkkonummella. Kuva Seppo Linnaluoto.
Kirkkonummen Komeetan esitelmäsarjassa oli 12.4.2011 vuorossa tutkimuspäällikkö Pekka Janhunen, jonka aiheena oli Aurinkotuulipurjeet. Esitelmä pidettiin Kirkkonummen koulukeskuksen auditoriossa. Esitelmä järjestettiin yhdessä Kirkkonummen Kansalaisopiston kanssa. Esitelmällä oli noin 40 kuulijaa.
Klikkaa kuvaa!
Pekka Janhunen esitelmöi Kirkkonummella. Kuva Seppo Linnaluoto.
Ilmatieteen laitoksesta käsin johdetaan euroopanlaajuista, EU:n rahoittamaa ESAIL-hanketta (2011-2013), jonka tavoitteena on rakentaa suurin ja nopein ihmisen rakentama laite, sähköinen aurinkotuulipurje. Asiaan liittyen on käynnissä myös kaksi piensatelliittihanketta, virolaisten ESTCube-1 ja suomalaisten Aalto-1, joilla tullaan tutkimaan sähköpurjeen plasmafysiikkaa Maan kiertoradalla 2013-2014. Sähköpurje käyttää aurinkotuulen työntövoimaa ja arvioiden mukaan se on jopa 100-1000 kertaa nykyisiä menetelmiä eli kemiallisia raketteja ja ionimoottoreita tehokkaampi väline aurinkokunnassa liikkumiseen. Lisäksi sähköpurjeen tapaista laitetta (plasmajarrua) voidaan käyttää avaruusromun torjuntaan. ESAIL-projektissa rakennetaan sähköpurjeen tärkeimpien osien laboratorioprototyypit.
Esitelmöitsijä, tutkimuspäällikkö Pekka Janhunen on sähköpurjeen keksijä ja ESAIL-hankkeen koordinaattori. Taustaltaan hän on revontulifysiikan, magnetosfäärin ja avaruusplasman tutkija numeerisen simulaation ja satelliittimittausten keinoin.
Purjehtiminen avaruudessa
On kolme tapaa purjehtia avaruudessa. Ensiksikin avaruudessa voi olla purjeena iso alumiinifolio, jota auringon säteilypaine työntää. Se on yli sata vuotta vanha ajatus (jo James Clerk Maxwell ennusti säteilypaineen olemassaolon yhtälöistään). Teoria on yksinkertainen, ongelmat ovat teknisiä.
Ensimmäinen 14-metrinen purje ( IKAROS) lentää onnistuneesti. Sillä on noin 1 mN työntövoima (pitäisi saada 100-1000 kertaa suuremmaksi hyötysovelluksia varten).
Klikkaa kuvaa!
Janhusen esitelmää kuunteli lähes 40 henkeä. Kuva Seppo Linnaluoto.
Toiseksi aurinkotuulen avulla voidaan käyttää magneettipurjetta. Luodaan keinotekoinen magnetosfääri, jota aurinkotuuli työntää. Robert Zubrin keksi ajatuksen noin 20 vuotta sitten.
Japanilaiset tutkivat tätä, mutta se ei näytä lupaavalta.
Kolmanneksi voidaan aurinkotuulen avulla käyttää sähköpurjetta. Siinä on joukko pitkia, varattuja metallilankoja. Menetelmä on Pekka Janhosen keksimä.
Menetelmän kehitystyö on käynnissä ja se näyttää lupaavalta. Menetelmän tavoitteena on 1 N työntövoima.
Taiteilijan näkemys sähköpurjeesta. Kuva Alexandre Szames.
Sähköpurje
Sähköpurje siis käyttää hyväkseen aurinkotuulta. Siinä on sähköstaattinen "kitka" aurinkotuulen ja pitkien, ohuiden postitiivisesti varattujen liekojen välillä. Liekalangat ovat 10-20 km pitkiä, niissä on muutaman kymmenen kilovoltin jännite.
Yhden newtonin työntövoima saadaan 100 kg laitteesta. Se on 100-1000 kertaa tehokkaampi 10 vuoden tehtävässä kuin kemiallinen raketti t6ai ionimoottori. Se on suurin ja nopein ihmisen rakentama laite. Se on nyt mahdollista rakentaa.
Sähköpurjeella on lukuisia sovellutuksia.
Seppo Linnaluoto
Pekka Janhunen