|
Как вдвое сократить время в пути до Урана
|
|
|
|
Ледяные гиганты остаются одними из самых интересных мест для изучения в Солнечной системе. Уран, в частности, в последнее время вызывает большой интерес, особенно после того, как в десятилетнем обзоре 2022 года, проведенном Национальными академиями, он был назван самым приоритетным направлением. Но на данный момент у нас все еще нет полностью проработанной и спланированной миссии, готовой к запуску в 2030-х годах.
|
|
|
|
Однако на самом деле это может быть преимуществом, поскольку запуск новой системы может коренным образом изменить общий план миссии. Недавно Starship продолжил серию успешных испытаний, и в новой статье, представленной на аэрокосмической конференции IEEE исследователями из Массачусетского технологического института, было рассмотрено, как эта новая, гораздо более эффективная система запуска может повлиять на разработку орбитального аппарата и зонда Uranus (UOP), как было предложено в исследовании Decadal.
|
|
|
|
Уран — одна из наименее изученных планет - последним зондом, посетившим его, был "Вояджер-2" во время облета 40 лет назад. Ни она, ни ее двоюродный брат-ледяной гигант Нептун никогда не посещались орбитальными аппаратами, и в их системе не было никаких постоянных миссий, что делает их единственными двумя планетами, которые до сих пор не были подробно изучены вблизи.
|
|
|
|
Это не из-за отсутствия интереса. У Урана есть много странных особенностей, которые могут быть объяснены при более тщательном изучении. Он лежит на боку, обладает довольно неустойчивым магнитным полем и множеством спутников, которые потенциально могут скрывать океаны под своей ледяной поверхностью.
|
|
|
|
|
|
|
Более того, планеты, подобные Урану, являются одними из самых распространенных экзопланет, которые мы до сих пор находили в Солнечной системе, поэтому изучение системы вблизи также улучшило бы наше понимание других миров.
|
|
|
|
Проблема в том, что Уран находится далеко. Он в 19 раз дальше от Солнца, чем Земля, и "Вояджеру" потребовалось более девяти с половиной лет, чтобы достичь системы, и этот зонд даже не пытался снизить скорость, чтобы остаться в ней.
|
|
|
|
Предыдущие расчеты, выполненные во время десятилетнего исследования, использовали ракету-носитель Falcon Heavy и несколько гравитационных сигналов с других планет, но в конечном итоге потребовалось более 13 лет, чтобы достичь Урана. Это время, в течение которого миссия должна быть выполнена, как в оперативном, так и в финансовом плане, а также время, в течение которого критически важный персонал может продолжить работу или, если судить по недавней истории НАСА, уйти в отпуск. Таким образом, быстрее доставить UOP в конечный пункт назначения, несомненно, лучше.
|
|
|
|
Войдите в Starship. Несмотря на серию неудач при тестировании в начале года, ракетная система SpaceX, которая изменит правила игры, наконец-то вступила в свои права после успешного испытания в начале этой недели. При условии, что он продолжит свою положительную траекторию, он может быть готов к регулярному использованию к концу десятилетия, что делает его приемлемым вариантом для использования в качестве ракеты-носителя UOP.
|
|
|
|
В дополнение к его повышенной грузоподъемности, два других аспекта возможностей Starship делают его интересным для миссии UOP. Во-первых, это его способность дозаправляться на орбите.
|
|
|
|
Компания SpaceX позаботилась о том, чтобы спроектировать систему таким образом, чтобы она могла хранить и забирать топливо на орбите, что позволяет ей достигать пунктов назначения намного быстрее, чем другим системам, топливо для которых доставляется исключительно с земли. Хотя эта способность еще не была продемонстрирована, дальнейшие испытания Starship, несомненно, позволят это сделать, открывая совершенно новые скоростные возможности для исследований самых отдаленных уголков Солнечной системы.
|
|
|
|
Другая возможность заключается в использовании самого звездолета в качестве аэроторможущего щита. В своей статье исследователи рассмотрели идею использования Starship, который сам по себе уже спроектирован таким образом, чтобы справляться с высокой температурой при входе в атмосферу как на Земле, так и на Марсе, в качестве защиты от жары, вызванной аэробным торможением в атмосфере Урана. Они обнаружили, что при небольшом изменении основной принцип может работать.
|
|
|
|
В этом случае вместо отделения от зонда после его разгона космический корабль будет сопровождать UOP до системы Урана, используя свою систему тепловой защиты в качестве воздушного тормоза, чтобы снизить межпланетную скорость зонда и остаться в системе.
|
|
|
|
Согласно расчетам, приведенным в статье, сочетание дозаправки в космосе и использования Starship в качестве аэротормоза может сократить время полета до системы Урана вдвое, до шести с половиной лет.
|
|
|
|
Для этого также не потребуется никакой гравитационной поддержки со стороны других планет, встречающихся на пути. Даже с учетом дополнительных затрат на полет на космическом корабле, это значительно снизило бы эксплуатационные расходы миссии, буквально вдвое сократив время в пути.
|
|
|
|
Несмотря на все сказанное, UOP все еще далек от реальности, и Starship еще не готов к воздушному торможению зонда в атмосфере ледяного гиганта.
|
|
|
|
Несмотря на то, что исследование, проводившееся в течение десятилетия, имеет наивысший приоритет, неясно, получит ли UOP разрешение на финансирование на данный момент, и, учитывая нынешнюю суматоху и НАСА, это, вероятно, останется неясным в течение некоторого времени.
|
|
|
|
Если мы пропустим сроки запуска в 2030-х годах, то следующим подходящим периодом запуска будет середина 2040-х, а это означает, что между миссиями в этот интереснейший из миров пройдет почти 70 лет. Все энтузиасты планетологии и освоения космоса должны надеяться, что организации, которые потенциально могли бы поддержать такую миссию, возьмут себя в руки и поддержат поездку туда, независимо от того, будет ли для этого использован космический корабль или нет.
|
|
|
|
Источник
|
