Беспилотный космический корабль, приводимый в движение энергией солнечного ветра, может развить скорость более 1 млн км/ч и достичь ближайшей звезды намного раньше, чем ракеты на химическом топливе.
Фантастика — это не то, что может произойти через тысячу лет. Фантастика — это то, что случится с высокой вероятностью уже при жизни нынешнего поколения.
Такой точки зрения придерживаются исследователи из исследовательского центра NASA в Хантсвилле (штат Алабама). Их проект — космический корабль, использующий энергию солнечного ветра, может быть запущен в первый межзвездный перелет уже в 2025 году. Иными словами, раньше, чем запланированы первые пилотируемые полеты на Марс.
Межзвездный корабль построен на развитии классической идее о солнечном парусе — конструкции, которая действует по принципу, схожему с парусами морских судов на Земле.
Kонцепция солнечного паруса существует уже почти столетие
Морские паруса улавливают ветер и передают получаемый импульс на корпус судна. Для космических парусов источником движения станет солнечный ветер — поток протонов, электронов и других заряженных частиц, которые отлетают от Солнца со скоростью, достигающей фантастического показателя 1,6 млн км/ч.
«Это весьма многообещающая технология для исследования глубокого космоса», - отмечает Лес Джонсон, один из авторов проекта.
Сама по себе идея солнечного паруса возникла в 1920-х с подачи немецкого инженера Фридриха Цандера, а затем была растиражирована в произведениях фантастов в середине XX века. В частности, широкую известность концепция космического парусника получила после публикации рассказа Солнечный ветер классика фантастики Артура Кларка.
В научном мире идея долгое время считалась утопической. Лишь в 2006 году NASA обратило внимание на проект финского физика Пекки Янхунена, который позже лег в основу нынешнего проекта межзвездных перелетов.
В отличие от идей середины прошлого века, космический парус NASA приводится в движение не солнечной радиацией, для улавливания которой планировалось строить паруса огромной площади, а потоком заряженных частиц.
По словам Джонсона, космический корабль на солнечной тяге будет оснащен примерно 10-20 проводами весьма незначительной толщины — всего 25 микрон (вдвое тоньше человеческого волоса), но длиной от 1 до 20 км. По проводам будет пущен электрический ток.
Электрический парус сможет разгонять корабль там, где солнечный уже не будет работать
Провода, направленные перпендикулярно потоку солнечного ветра, будут отталкивать содержащиеся в нем заряженные частицы, вследствие чего в них будет возникать тяга, влекущая корабль в сторону от Солнца.
Эта, не очень значительная, на первый взгляд, сила способна постепенно разогнать корабль до весьма значительной скорости, утверждают авторы проекта. За несколько месяцев постепенного разгона скорость корабля достигнет впечатляющих 100-150 км/c. А за годы разгона скорость может вырасти еще больше, возможно, даже вдвое.
Таким образом, корабль сможет преодолевать от 20 до 50 астрономических единиц за один земной год (этой мерой в астрономии обозначают расстояние от Солнца до Земли равное 149 млн. км).
Для сравнения, самый удаленный от Земли рукотворный объект — зонд Voyager 1, запущенный в 1977 году, использует двигатели на химическом топливе. Его скорость составляет лишь 17 км/c, и за прошедшие без малого четыре десятилетия удалился от родной планеты лишь на 134 астрономические единицы.
Иными словами, корабль на электрических парусах (в NASA предпочитают называть его именно так) сможет продолжать разгон за пределами солнечной системы — там, где солнечный парус, улавливающий лишь радиацию Солнца, будет уже бессильным.
Ученые подчеркивают, что корабль с электрическим парусом потребует лишь минимального источника энергии на борту. Она будет нужна лишь для того, чтобы поддерживать в парусах-проводах постоянный ток, а также для работы бортовых систем и средств связи. Однако, пока не ясно, как именно должна функционировать энергетическая система корабля, в частности, так называемая электронная пушка, которая будет заряжать паруса-провода.
Зонд Voyager 1, отправленный в 1977 году, долетит до ближайшей звезды только через 40 тыс. лет
При этом, все расчеты ведутся для беспилотного исследовательского корабля. Пока нет смысла рассматривать пилотируемые миссии с использованием электрического паруса, ведь они потребовали бы создания корабля значительно большей массы, на разгон которого потребовалось бы больше времени, а на функционирование — больше энергии.
По мнению Джонсона, на доведение концепции до ума может потребоваться не более одного десятилетия. А значит, первый корабль сможет покинуть пределы Солнечной системы еще до того, как люди отправятся на Марс. Первой задачей такого корабля станет исследование пределов Солнечной системы и области гелиопаузы (так называют границу, вдоль которой заканчивается воздействие солнечного ветра и начинается малоизученная пока межзвездная среда).
Затем можно будет говорить о межзвездных исследованиях. Маленький зонд с 10-20 парусами-проводами смог бы лететь со скоростью почти в 10 раз быстрее Voyager 1, который мог бы достичь ближайшей к нам звезды Проксима Центавра за 40 тыс. лет.
Однако, постройка более крупного корабля с большим количеством и длиной парусов-проводов, могла бы привести к значительно более быстрому разгону, предполагают ученые.
В свою очередь Пекка Янхунен — автор концепции электрического паруса считает, что прежде чем мечтать о межзвездных экспедициях, которые все равно займут тысячи лет, можно было бы использовать электрические паруса и для перелетов к планетам в пределах Солнечной системы. В частности, к Марсу или к астероидам, на которых можно добывать полезные ископаемые.
По мнению Янхунена, несмотря на все вопросы относительно того, как осуществлять в пределах коротких перелетов торможение и маневрирование кораблем с таким сложным и громоздким парусом, концепция стоит детального рассмотрения. По той простой причине, что все перемещения корабля с электрическим парусом будут попросту бесплатными.
Интересно, на каком расстоянии от Земли с этим беспилотником оборвется связь?
ОтветитьУдалить