Современные технологии позволили человечеству посетить Луну, а также отправить зонды в глубины нашей большой солнечной системы, населенной такими гигантами, как Сатурн и Юпитер. Однако для действительно масштабных исследований и путешествий в нашей звездной системе нужен новый тип двигателя, который должен быть значительно дешевле ракет. Новое исследование говорит о том, что толчок межпланетным путешествиям могут придать солнечные паруса.
В 1982 году «Вояджер-2» пролетел мимо Урана ближе, чем любой другой космический корабль с тех пор, и сейчас, через 46 лет после запуска, он плывет межзвездным пространством примерно на расстоянии 133 астрономических единиц (приблизительно 19,9 миллиардов км ) от Земли.
Но за последние годы было немного подобных спутниковых миссий. Стоимость является основным препятствием, но временные рамки тоже являются фактором. Расчет конструкции для таких длинных путешествий требует лет, а планировка и строительство космического корабля займет около десятилетия. Учитывая время, нужное спутнику для достижения отдаленных целей, это означает, что наш следующий взгляд на звезды, вероятно, произойдет нескоро.
Команда ученых под руководством Славы Турышева из Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института, запустившая спутники «Вояджер», стремится вернуть исследование космоса на верный путь. Команда предлагает новый способ путешествия, который мог бы доставить нас к звездам быстрее и дешевле.В статье, опубликованной на arXiv, Турышев и более двух десятков коллег-исследователей из Соединенных Штатов и Европы предложили объединить миниатюрные спутниковые устройства с движением от солнечной энергии, которое создало бы быстрый, недорогой и легкий способ путешествия.
Плавание на солнечных парусах – это процесс, с помощью которого давление, создаваемое солнечным излучением, используется для движения. Последние инновации в этой технологии были продемонстрированы в успешной миссии 2019, которая финансировалась краудфинансированием по проекту LightSail-2 Planetary Society.
Исследователи объясняют: «Солнечные паруса получают тягу благодаря использованию высокоотражающих, легких материалов, отражающих солнечный свет, чтобы двигать космический корабль в космосе. Непрерывное давление фотонов солнца обеспечивает тягу, устраняя потребность в тяжелом расходном топливе, используемом обычными химическими и электрическими двигательными системами, ограничивающими срок службы миссии и места наблюдения».
Они говорят, что паруса намного дешевле тяжелого оборудования, которое сейчас используется для движения в космосе, и что постоянное непрерывное давление солнечных фотонов от солнца делает тягу доступной для широкого спектра маневров транспортных средств, таких как зависание или быстрое изменение плоскости орбиты.
Солнечные паруса и миниатюризация «за последнее десятилетие продвинулись до такого уровня, что они могут позволить вдохновляющие и доступные миссии, чтобы добраться дальше и быстрее, глубоко во внешние регионы нашей Солнечной системы», — говорится в отчете.
Исследователи называют слияние этих двух технологий концепцией Sundiver.»Быстрые, экономически эффективные и маневренные парусные корабли, которые могут путешествовать за пределами плоскости эклиптики, открывают новые возможности для доступного исследования солнечной системы, — говорится в отчете, — с большими перспективами для гелиофизики, планетоведения и астрофизики».
Благодаря улучшенной маневренности космический корабль легко доставляет небольшие полезные грузы в несколько пунктов назначения, если это необходимо, и может пристыковываться к соответствующему модульному кораблю.
Исследователи добавляют, что зависимость от солнца и миниатюризация носителя, не требующего специальной стартовой площадки, значительно сэкономят средства.
«Существенной причиной высоких затрат является наша [текущая] зависимость от медленных и дорогостоящих химического двигателя, работающего на грани своих возможностей, что фактически делает нынешнюю парадигму исследования Солнечной системы нежизнеспособной. Нужен новый подход», – пишут ученые.
Благодаря поддержке проекта НАСА за несколько лет, ученые могут начать видеть флот сверхбыстрых солнечных парусных зондов, носимых по всей Солнечной системе.
По материалам: Phys.org
