Солнечные паруса для исследования соседних планет и ближайших звезд
Солнечные паруса, которые используют солнечные лучи для получения «ветра», больше не являются предметом научной фантастики — практическая демонстрация LightSail 2, организованная Планетарным обществом, была признана победителем Гран-при в номинации «Лучшее из нового» журнала PopSci в 2019 году.
И хотя другие проекты продолжают изучать, что могут дать солнечные паруса для будущего космических путешествий, новое исследование демонстрирует, насколько многообещающей может быть эта технология для полетов к ближайшему планетарному соседу Земли и за его пределы.
Согласно статье, недавно представленной в ArXiv, детальное компьютерное моделирование показывает, что небольшие, невероятно легкие солнечные паруса, сделанные из аэрографита, могут добраться до Марса всего за 26 дней — сравните это с оценками времени для обычных ракетных двигателей, составляющими от 7 до 9 месяцев.
Между тем, путешествие к гелиопаузе (линии разграничения межзвездного пространства, где магнитные силы Солнца перестают влиять на объекты) может занять от 4,2 до 5,3 года.
Для сравнения, космическим зондам «Вояджер-1» и «Вояджер-2» потребовалось соответственно 35 и 41 год, чтобы достичь той же границы.
Ключом к таким быстрым путешествиям является 720 грамм аэрографита, содержащегося в солнечных парусах весом 1 кг, — сверхлегкого материала с четыре раза меньшей плотностью, чем майларовые компоненты большинства конструкций солнечных парусов.
Главное предостережение в отношении солнечных парусов заключается в том, что они предусматривают чрезвычайно малый вес полезной нагрузки, чего чаще всего не бывает в крупных межпланетных путешествиях.
«Солнечный парус имеет потенциал для быстрой доставки небольших полезных грузов (субкилограммовых) по всей Солнечной системе», — объяснил ранее журналу Universe Today Рене Хеллер, астрофизик из Института Макса Планка и соавтор исследований.
«По сравнению с традиционными химическими двигателями, которые могут доставить сотни тонн полезного груза на низкую околоземную орбиту и доставить большую его часть на Луну, Марс и за их пределы, это звучит смехотворно мало. Но ключевая ценность технологии солнечных парусов — это скорость».
Еще одна проблема, которая все еще требует решения, — это методы замедления, необходимые после фактического достижения пункта назначения.
Хотя аэрозахват (использование атмосферы планеты для снижения скорости) является возможным вариантом, ученые признают, что потребуются дополнительные исследования, чтобы определить лучший и наиболее эффективный способ фактической остановки в намеченной конечной точке космического аппарата, оснащенного солнечным парусом.
Тем не менее, исследование только добавляет еще больше «ветра в паруса» для впечатляющего метода межзвездных путешествий.