Những cánh buồm mặt trời từng được cho là thuộc về các lĩnh vực khoa học viễn tưởng. Tuy nhiên, những năm gần đây đã chỉ ra rằng tàu vũ trụ buồm mặt trời có thể được thiết kế trong thực tế và một phát minh cánh buồm mặt trời mới từ Viện Khí tượng Phần Lan có thể đẩy mục tiêu này tiến thêm một bước. Thay vì sử dụng áp suất bức xạ mặt trời, khái niệm mới này sử dụng các hạt tích điện cao trong gió mặt trời để tạo ra sức đẩy cho tàu. Ngoài ra, thông qua kích thích điện tử sóng vô tuyến, hệ thống có thể khuếch đại các hiệu ứng gia tốc gió mặt trời, mang lại cho tàu vũ trụ một chức năng tăng cường.
Theo truyền thống, các cánh buồm mặt trời sử dụng động lượng được mang theo bởi các photon bức xạ điện từ Mặt trời. Sử dụng một tán cây khổng lồ bằng vật liệu siêu nhẹ (nhưng mạnh mẽ), cánh buồm trải nghiệm một lực từ ánh sáng mặt trời tới. Một số khái niệm tiên tiến cũng đưa ra giả thuyết về việc sử dụng tia laser hành tinh để đẩy tàu vũ trụ chạy bằng năng lượng mặt trời từ A đến B. Chọn sử dụng động cơ đẩy mặt trời sẽ là phương pháp bảo tồn năng lượng tối ưu nhất, tối ưu hóa vận chuyển trọng tải, tối đa hóa hiệu quả nhiên liệu. Làm cho một cánh buồm mặt trời đủ lớn, động lượng ổn định có thể được chuyển từ các photon mặt trời, tăng tốc tàu vũ trụ. Tất nhiên có nhiều rào cản đối với thiết kế này, nhưng các nguyên mẫu đã được chế tạo (mặc dù nhiều người thất bại trong việc đưa nó vào không gian do thất bại trong việc phóng tên lửa).
Khi rời khỏi cánh buồm mặt trời chạy bằng năng lượng photon, các nhà khoa học và kỹ sư đã bắt đầu xem xét các tính chất của gió mặt trời vật rất nhỏ như một nguồn lực đẩy có thể. Ưu điểm của việc sử dụng các hạt gió mặt trời là chúng a) được tích điện, b) có vận tốc cao (các quan sát tán xạ liên hành tinh đã suy ra vận tốc cao tới 800 km / s, hoặc 1,8 triệu dặm một giờ) và c) có nhiều trong không gian liên hành tinh trên khắp hệ mặt trời (đặc biệt là ở mức tối đa của mặt trời). Vì vậy, khái niệm mới của Phần Lan sẽ tận dụng tối đa lợi thế của phương tiện liên hành tinh tích điện cao này. Sử dụng quạt của các dây cáp tích điện rất dài (kéo dài nhiều km từ tàu vũ trụ trung tâm), các hạt gió mặt trời tích điện tương tự (chủ yếu là các proton tích điện dương) sẽ đâm vào quạt của các cáp tích điện dương (tạo ra điện trường đẩy) tạo cho các dây cáp một cú đá nhỏ có kích thước proton, trao đổi động lượng của chúng thành lực đẩy tàu vũ trụ. Sạc cáp được duy trì bởi một súng điện tử năng lượng mặt trời, sử dụng hai tấm pin mặt trời thông thường làm nguồn năng lượng. Một bộ tăng tốc tần số vô tuyến cũng sẽ được thử nghiệm trong mô hình nguyên mẫu. Sóng vô tuyến sẽ gây ra hiện tượng nóng điện tử, có thể tăng cường lực đẩy của thuyền buồm mặt trời.
Dự án hiện đang được thiết kế và các nhà nghiên cứu từ Phần Lan, Đức, Thụy Điển, Nga và Ý hiện đang phát triển các thành phần khác nhau của cánh buồm mặt trời. Việc thực hiện thành công nguyên mẫu có thể được đưa ra trong ba năm phụ thuộc vào việc đảm bảo 8 triệu đô la (5 triệu euro) tài trợ.
Nguồn: Viện Khí tượng Phần Lan, Khoa học sống
