Сучасні технології дозволили людству відвідати Місяць, а також відправити зонди до глибин нашої великої сонячної системи, населеної такими гігантами, як Сатурн і Юпітер. Однак для справді масштабних досліджень та мандрівок у нашій зоряній системі потрібен новий тип двигуна, який має бути значно дешевшим за ракети. Нове дослідження говорить про те, що поштовх міжпланетним подорожам можуть надати сонячні вітрила.
У 1982 році «Вояджер-2» пролетів повз Уран ближче, ніж будь-який інший космічний корабель з тих пір, і зараз, через 46 років після запуску, він пливе міжзоряним простором приблизно на відстані 133 астрономічних одиниць (приблизно 19,9 мільярдів км) від Землі.
Але за останні роки було небагато подібних супутникових місій. Вартість є основною перешкодою, але часові рамки також є фактором. Розрахунок конструкції для таких довгих подорожей потребує років, а планування та будівництво космічного корабля займе близько десятиліття. Враховуючи час, потрібний супутнику для досягнення віддалених цілей, це означає, що наш наступний погляд на зірки, ймовірно, відбудеться нескоро.
Команда вчених під керівництвом Слави Туришева з Лабораторії реактивного руху Каліфорнійського технологічного інституту, яка запустила супутники «Вояджер», прагне повернути дослідження космосу на правильний шлях. Команда пропонує новий спосіб подорожі, який міг би доставити нас до зірок швидше та дешевше.
У статті, опублікованій на arXiv, Туришев і більше двох десятків колег-дослідників зі Сполучених Штатів і Європи запропонували об’єднати мініатюрні супутникові пристрої з рухом від сонячної енергії, який створив би швидкий, недорогий і легкий спосіб подорожі.
Плавання на сонячних вітрилах — це процес, за допомогою якого тиск, створюваний сонячним випромінюванням, використовується для руху. Останні інновації в цій технології були продемонстровані в успішній місії 2019 року, яка фінансувалася краудфінансуванням за проектом LightSail-2 Planetary Society.
Дослідники пояснюють: «Сонячні вітрила отримують тягу завдяки використанню високовідбиваючих, легких матеріалів, які відбивають сонячне світло, щоб рухати космічний корабель у космосі. Безперервний тиск фотонів сонця забезпечує тягу, усуваючи потребу у важкому витратному паливі, яке використовується звичайними хімічними та електричними руховими системами, які обмежують термін служби місії та місця спостереження».
Вони кажуть, що вітрила набагато дешевші, ніж важке обладнання, яке зараз використовується для руху у космосі, і що постійний безперервний тиск сонячних фотонів від сонця робить тягу доступною для широкого спектру маневрів транспортних засобів, таких як зависання або швидка зміна площини орбіти.
Сонячні вітрила та мініатюризація «за останнє десятиліття просунулися до такого рівня, що вони можуть дозволити надихаючі та доступні місії, щоб дістатися далі та швидше, глибоко у зовнішні регіони нашої Сонячної системи», — йдеться у звіті.
Дослідники називають злиття цих двох технологій концепцією Sundiver.
«Швидкі, економічно ефективні та маневрені вітрильні кораблі, які можуть подорожувати за межами площини екліптики, відкривають нові можливості для доступного дослідження сонячної системи, — йдеться у звіті, — з великими перспективами для геліофізики, планетознавства та астрофізики».
Завдяки покращеній маневреності космічний корабель може легко доставляти невеликі корисні вантажі в кілька пунктів призначення, якщо це необхідно, і може пристиковуватися до відповідного модульного корабля.
Дослідники додають, що залежність від сонця та мініатюризація носія, який не потребує спеціального стартового майданчика, значно заощадить кошти.
«Суттєвою причиною високих витрат є наша [поточна] залежність від повільних і дорогих хімічного двигуна, який працює на межі своїх можливостей, що фактично робить нинішню парадигму дослідження Сонячної системи нежиттєздатною. Потрібен новий підхід», – пишуть науковці.
Завдяки підтримці проекту НАСА за кілька років вчені можуть почати бачити флот надшвидких сонячних вітрильних зондів, що носяться по всій Сонячній системі.
За матеріалами: Phys.org
