بادبان‌های خورشیدی به دانشمندان امکان می‌دهند تا هشدارهای اولیه را درباره رویدادهای آب‌وهوای فضایی مانند طوفان‌های ژئومغناطیسی ارائه دهند که می‌توانند در سیستم‌های فناوری روی زمین اختلال ایجاد کنند.

به نقل از اسپیس، «عرفان عظیم»(Irfan Azeem)، رئیس بخش تحقیقات عملیات و برنامه‌ریزی پروژه در اداره مشاهدات هوای فضایی «اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا»(NOAA)، گفت: بسیاری از ما قایقرانی را تجربه کرده‌ایم. اکنون به جای استفاده از هوا در واقع از فوتون‌های نوری که از خورشید ساطع می‌شود، برای راندن ماهواره‌های خود استفاده می‌کنیم. این یک فناوری بسیار جدید است. ما به طور سنتی برای بردن ماهواره‌ها از مکانی به مکان دیگر به نیروی محرکه متکی بوده‌ایم، اما بادبان‌های خورشیدی یک راه جدید را برای سفر در فضا به روشی بسیار مقرون‌به‌صرفه ارائه می‌دهند.

دفتر مشاهدات هوای فضایی بر سیستم‌های ماهواره‌ای عملیاتی ناسا در فضا نظارت می‌کند که داده‌های مهمی را درباره مشاهده نقاط بین زمین و خورشید ارائه می‌دهند. اطلاعات جمع‌آوری‌شده از طیف گسترده‌ای از تجهیزات ماهواره‌ها به ارائه پیش‌بینی‌های هواشناسی فضا کمک می‌کنند. این داده‌ها به پیش‌بینی‌کنندگان آب‌وهوای فضا کمک می‌کنند تا در صورتی که شراره‌های خورشیدی پتانسیل تأثیرگذاری بر زمین، سایر فناوری‌های فضایی یا فضانوردان را داشته باشند، ساعت‌ وقوع رویدادها را اعلام کنند و هشدارهایی را ارائه دهند.

برخی از مأموریت‌های فضایی کنونی که بررسی‌هایی را درباره رویدادهای خورشیدی ارائه می‌دهند، «کاوشگر ترکیب پیشرفته»(ACE) ناسا و رصدخانه اقلیم فضای ژرف» (DSCOVR) اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا برای نظارت بر باد خورشیدی هستند. بر خلاف نسیمی که روی زمین می‌وزد، باد خورشیدی از الکترون‌ها و پروتون‌های تاج خورشید تشکیل شده است. زیر نظر داشتن باد خورشیدی مهم است، زیرا هنگامی که در تماس با سیاره ما قرار بگیرد، می‌تواند با میدان مغناطیسی زمین تعامل داشته باشد و شفق‌های قطبی را در نزدیکی مناطق قطبی ایجاد کند. اگر باد خورشیدی به اندازه کافی قوی باشد، می‌تواند طوفان‌های ژئومغناطیسی را ایجاد کند.

اگرچه هشدارهای طوفان پیش از وقوع آن اعلام می‌شوند، اما اگر احتمال تأثیر بر انواع گوناگون سیستم‌های فناوری از جمله شبکه‌های برق، GPS، کشاورزی و ترافیک هوایی وجود داشته باشد، به زمان طولانی‌تری نیاز خواهد بود. دانشمندان از طریق برنامه «Space Weather Next» اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا به کار کردن روی چگونگی کمک به مأموریت‌های ماهواره‌ای آینده در ارائه اطلاع‌رسانی بیشتر پیرامون طوفان‌های ژئومغناطیسی ادامه می‌دهند. این بدان معناست که آنها با بررسی‌های نزدیک‌تر به خورشید باید راه‌هایی را برای دریافت اطلاعات در مدت کوتاهی پس از انتشار شراره‌های خورشیدی بیابند.

اینجاست که بادبان‌های خورشیدی وارد می‌شوند. عظیم گفت: بادبان خورشیدی ما را قادر می‌کند تا فراتر از نقطه لاگرانژ ۱ برویم که موقعیت کنونی با کارآیی بیشتر است. نقطه لاگرانژ ۱ در حال حاضر یک مدار نیمه‌پایدار را برای دریافت مناظر دائمی و بدون مانع از خورشید فراهم می‌کند، اما اگر بخواهیم بالاتر برویم، باید از موشک‌های شیمیایی استفاده کنیم. بادبان‌های خورشیدی یک راه مقرون‌به‌صرفه برای رفتن به سمت بالای نقطه لاگرانژ ۱ در اختیار ما می‌گذارند.

نقطه لاگرانژ ۱ مکانی بین خورشید و زمین است که تقریبا ۱.۵ میلیون کیلومتر از سیاره ما فاصله دارد. در این مکان، فضاپیما می‌تواند در یک نقطه ثابت قرار بگیرد تا فعالیت خورشید را مشاهده کند، اما هر چه پژوهشگران بتوانند ماهواره‌ها را به خورشید نزدیک‌تر کنند، سریع‌تر می‌توانند داده‌هایی را که پیش، حین و پس از رویدادهای جوی فضایی منتشر می‌شوند، دریافت کنند. عظیم توضیح داد: فضاپیماها با استفاده از بادبان‌های خورشیدی می‌توانند بیشتر در بالای باد خورشیدی حرکت کنند و این کار می‌تواند زمان هشدار را تا ۵۰ درصد افزایش دهد.

نسخه کامل بادبان خورشیدی اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا در دست ساخت قرار دارد که بخشی از پروژه «Solar Cruiser» با همکاری ناساست. بادبان پس از استقرار، وسعت ۱۶۵۳ متر مربع را در بر می‌گیرد.

نسخه کامل بادبان خورشیدی علاوه بر داشتن یک فضاپیما در مرکز با سیستم استقرار، شامل چهار بادبان است که به صورت جداگانه ساخته می‌شوند و قرار است ساخت همه آنها در فوریه ۲۰۲۶ به پایان برسد. اگر همه چیز در مسیر خود باقی بماند، اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا امیدوار است که آن را در سال ۲۰۲۹ پرتاب کند.