natuurkunde en techniek | Ruimteschip met zonnezeil stijgt zeer ver heelal in

 
Voor het eerst in de geschiedenis zal een ruimteschip een zonnezeil inzetten om vaart te winnen. Op 21 juni om kwart voor tien vertrekt, als alles goed gaat, de Cosmos-1 voor zijn opmerkelijke missie.

De eerste bijzonderheid is al direct bij de start. Om kosten te drukken wordt de Cosmos-1 gelanceerd vanuit een Russische onderzeeër in de Barentszzee, niet ver van Moermansk. Een Volna-raket, ooit bedoeld om intercontinentale vluchten met kernkoppen uit te voeren, brengt de 99 kilo zware sonde in twintig minuten in een baan op 805 kilometer hoogte. Daarbij krijgt de Volna hulp van een extra raket (kick-stage), die gewoonlijk dienst doet om satellieten terug naar de aarde te dirigeren.

De Cosmos-1 heeft geen motor, de voortstuwing geschiedt geheel door zonnewind. Zonnewind (niet te verwarren met de stroom geladen deeltjes die de zon uitzendt en die bijvoorbeeld het Noorderlicht veroorzaken) bestaat uit lichtdeeltjes van de zon die, wanneer ze op een zeil botsen, druk uitoefenen.

Het zonnezeil van de Cosmos bestaat uit acht driehoekige segmenten (0,005 mm dun kunststof zoals ook bij heliumballonnen wordt gebruikt, met een aluminium coating voor de reflectie) die samen een 'bloem' opspannen met een middellijn van 30 meter. Het uitvouwen van de 'bladeren' geschiedt na vier dagen door in de tubevormige randen van de stukken zeil lucht te blazen. Al naar gelang de stand van de zon zijn de acht zeilsegmenten te richten, vergelijkbaar met de rotorbladen van een helikopter.

De kracht die de zonnewind op het zeil uitoefent is zeer klein, maar werkt wel continu. Aldus stijgt de snelheid van de sonde per dag met zo'n 160 kilometer per uur, waardoor hij naar een hogere baan zal spiraliseren. De testvlucht zal enkele weken in beslag nemen en eindigt wanneer het fragiele zeildoek het begeeft.

In principe is zeilen op de zonnewind een efficiënte en goedkope manier om naar de rand van het zonnestelsel te reizen. In drie jaar tijd zou de snelheid tot zo'n 160.000 kilometer per uur kunnen oplopen. Probleem is dat de kracht van de zon op grote afstand weinig meer voorstelt. Om die reden is geopperd de voortstuwing per laserstraal vanaf de aarde te organiseren.

Ook de NASA en de Japanse ruimtevaartorganisatie werken aan zonnezeilen. De Japanners slaagden er vorig jaar in twee zonnezeilen in de ruimte open te vouwen, maar voorstuwing was toen niet aan de orde. De NASA-tests zitten in de laboratoriumfase.

De Cosmos-1 is een project van de Amerikaanse Planetary Society, een groep particuliere ruimtevaartliefhebbers. De kosten van het project, circa vier miljoen dollar, komen grotendeels voor rekening van Cosmos Studios, het media- en entertainmentbedrijf van Ann Druyan, echtgenote van wijlen Carl Sagan, de beroemde astronoom en popularisator. Om financiële redenen is het vaartuig in Rusland gebouwd. Een eerdere proefvlucht in 2001 mislukte.