Stačí se rozhlédnout po blízkém vesmíru a hned je jasné, že něco je špatně. Navzdory intenzivním fantaziím, v nichž duch náš rostl v výš a tepny touhou bily, ve vesmíru kolem Země skoro nic tu nelétá. Jak je to jenom možné? Samozřejmě, pozemské státy jsou na tom ekonomicky bídně a nejspíš ještě dlouho budou, to je ale jenom část odpovědi. Také nám zatím scházejí dostatečně našlápnuté kosmické pohony, které by nás vystřelily – alespoň k nejbližším planetám. Naštěstí už máme celou řadu zajímavých technologií, ze kterých postupně vznikají fungující pohonné systémy, takže se snad už blýská na lepší časy. Mezi takové technologie patří i sluneční plachtění, při němž je kosmická loď poháněna tlakem dopadajícího záření na sluneční plachtu. Sluneční plachtění poskytuje kosmickému plavidlu sice malý, ale za to prakticky nevyčerpatelný tah.
Finský badatel Pekka Janhunen z národního Kosmického střediska Kumpula v roce 2006 vymyslel koncept elektrické solární plachty (anglicky electric sail, E-Sail), která vytváří „virtuální“ plachtoví elektrickým polem kolem kladně nabitých tenkých kovových drátků. Od takto vytvořené virtuální plochy se odrážejí kladně nabité protony slunečného větru a postrkují ji kupředu. Trvale kladné nabití elektrické plachty přitom zajišťuje elektronové dělo, které odpaluje přicházející elektrony. Elektrická plachta si poslední dobou získala početné příznivce v kruzích kolem kosmických technologií, až doposud ale nebylo příliš jasné, jak vlastně vyrobit klíčový prvek takové plachty – vodivé kabely z velice tenkých a zároveň dlouhých kovových drátků.
Vše nasvědčuje tomu, že to jako první na světě dokázal tým Edwarda Hæggströma z laboratoře Electronics Research Laboratory Helsinské univerzity, který pomocí ultrazvukového svařování spojit hliníkové drátky do kabelů o tloušťce 25-50 mikronů. Plně funkční elektrická plachta by měla obsahovat až 100 takových vodivých kabelů, každý o délce 20 kilometrů. A proč zrovna takové kabely? Pro konstrukci elektrických plachet nejsou vhodné jednotlivé dráty, protože by je brzy přesekaly všudypřítomné mikrometeority. Proto jsou pro elektrické plachty lepší kabely z vícero drátků, které jsou pospojované vždy po jednom centimetru délky. Podle konstruktérů u takového matriálu mikrometeority spíše přetrhnou jednotlivé drátky a kabel jako takový zůstane po delší dobu v jednom kuse.
Odborníci až doposud měli za to, že podobné struktury z tenkých drátků není možné ultrazvukovým svařováním vyrobit. Ultrazvukové svařování je sice ve výrobě elektroniky velmi běžné, obvykle se ale používá k připojování drátků k podkladu. Hæggström a jeho kolegové to nakonec po čtyřech letech výzkumu dokázali a na ukázku vyrobili jeden kilometr kabelu z hliníkových drátků. Použili při tom celkem 90 tisíc ultrazvukových svařování. Nyní je jasné, že to jde a automatizovaná továrna v Kosmickém středisku Kumpula teď vyrábí zhruba 3 metry kabelu pro elektrické plachty za hodinu.
Projekt elektrických plachet podpořila Evropská unie, která si od nich slibuje levný pohon pro cesty Sluneční soustavou a časem i zahájení těžby na asteroidech. Brzy bychom se měli dokonce dočkat elektrické plachty přímo v kosmickém prostoru. V březnu letošního roku (2013) by měl být vypuštěn malý estonský satelit ESTCube-1. Pokud všechno dobře dopadne, tak estonská kostka vypustí patnáctimetrový kabel a vůbec poprvé tak otestuje tuto zajímavou technologii na oběžné dráze. Na rok 2014 je plánován start finského nanosatelitu Aalto-1, který by měl mít na palubě kabel elektrické plachty o délce 100 metrů.
Literatura
University of Helsinki News 9.1. 2013, Wikipedia (Electric sail).