太陽帆
ソーラーセイル（またはライトセイルまたはフォトンセイル）とは、太陽光によって発揮される放射圧を利用した宇宙船の推進方法として提案されているものである。帆」という言葉は、帆を使って風を利用して移動する船との類推によるものである。この概念は17世紀にヨハネス・ケプラーによって最初に提案されました。彼は、帆が「天の風」に適応できるという理論を持っていた。
1865年、ジェームズ・クラーク・マクスウェルは電磁場と放射線の理論を発表しました。彼は、光（電磁放射の一形態）が物体に圧力をかけることができることを示しました。この圧力は放射圧力と呼ばれています。これがソーラーセイルの科学の基礎となりました。太陽放射は反射によってセイルに圧力をかけ、一部は吸収されます。
太陽の圧力は、宇宙空間や惑星の周りの軌道上の宇宙船に作用します。例えば、火星に向かう典型的な宇宙船は、太陽圧力によって何千キロもずれてしまいます。その影響は計画で予測されています。これは、1960年代の初期の惑星間宇宙船の時代から行われてきました。太陽圧力は、宇宙船の方向性にも影響を与えますが、これは宇宙船の設計にも含まれる要素です。
ソーラーセイルという概念は後にジュール・ヴェルヌの作品などのSFで使われるようになった。
ソーラーセイル（小型宇宙船を搭載した）がどのように見えるか。
20x20mのテストセイル
理論
ソーラーセイルのアイデアは、太陽からの放射圧を利用して宇宙船を移動させることであり、おそらく大きな鏡（大きな光の反射面）を使用します。この方法の欠点は、発生する推力が非常に小さいことです。メリットは、（光がある限り）推進剤を必要としないことです。その結果、将来の宇宙船の可能性があると考えられている。これまでのところ、実験として使用されているのは小規模なテストバージョンのみである。
例えば、800×800メートルのソーラーセイルにかかる総力は、太陽から地球までの距離で約5ニュートン（1.1 lbf）であり、電気エンジンで推進される宇宙船に似た低推力推進システムです。推進剤を使用しないため、力はほぼ常に作用している。時間の経過とともに発生する集団的な効果は、宇宙船を推進する方法と考えるには十分に大きい。
歴史
このコンセプトの最初の使用計画は、1970年代にカリフォルニア州パサデナにあるNASAのジェット推進研究所にいたブルース・マレーとルイス・フリードマンという2人の研究者によって立てられました。
2010年5月21日、宇宙航空研究開発機構（JAXA）は、太陽の放射によって加速されたソーラーセイル「IKAROS（イカロス）」（Interplanetary Kite-Craft Accelerated by The Radiation Of The Sun）の打ち上げに成功しました。これは、地球と金星の間の宇宙空間でソーラーセイルを使用したものです。これは、ソーラーセイルの利用に初めて成功したものです。
2010年、NASAはソーラーセイルクラフト「NANOSEL-D2」を打ち上げました。これはNASAのソーラーセイルクラフトの初の成功でした。
2019年7月2日、米国に拠点を置くプラネット・ソサエティは、ソーラーセイル技術を用いて設計されたライトセイル2衛星を打ち上げました。この軽量衛星は、フロリダのケネディ宇宙センターからSpaceXのファルコンヘビーロケットで打ち上げられました。5万人の会員からの寄付金で賄われた低予算ミッションである。総予算は700万ドル以下だった。2019年7月下旬、LightSail 2はソーラーセイルをオープンした。約3分ほどで行われた。
質問と回答
Q:ソーラーセイルとは何ですか?
A:ソーラーセイル（またはライトセイル、フォトンセイル）とは、太陽光の放射圧を利用した宇宙船の推進方法の提案です。
Q: 誰がソーラーセイルのコンセプトを最初に提案したのですか?
A: 17世紀にヨハネス・ケプラーによって提唱されました。
Q: ソーラーセイルの基礎となったジェームズ・クラーク・マクスウェルは何を発表したのですか?
A: ジェームズ・クラーク・マクスウェルは、電磁界と放射に関する理論を発表し、光（電磁放射の一種）が物体に圧力をかけることができることを示しました（放射圧と呼ばれる）。
Q: 太陽熱による圧力は、宇宙船にどのように作用するのですか?
A: 宇宙空間や惑星の軌道上にある宇宙船に太陽熱圧力が作用し、数千キロメートルも変位させ、その方位に影響を与えます。
Q: 惑星間ミッションを計画する際に、この影響が考慮されるようになったのはいつ頃ですか?
A: 1960年代の初期の惑星間宇宙船の時代から考慮されています。
Q: ソーラーセイルの概念は、他にどのような文脈で使われているのでしょうか?
A: ソーラーセイルの概念は、ジュール・ヴェルヌの作品のようなSFの世界でも使われています。
