|
Электропарус будущего
|
|
|
|
Для тех, кто живет во вселенной «Звездного пути», 4 апреля 2063 года будет великим днем. В этот день гениальный ракетный инженер Зефрам Кохрэйн впервые успешно испытает свой варп-двигатель. Технология произведет революцию в сфере космических путешествий: космические корабли смогут путешествовать быстрее скорости света и смело выведут нас туда, где никто не был прежде.
|
|
|
|
Для всех остальных варп-двигатели, червоточины и путешествия быстрее скорости света останутся чисто спекулятивными понятиями. Они могут быть возможны — идея деформации (варпа) пространства и путешествия через короткие проходы в ткани пространства-времени много лет рассматривается научно — но очень немногие физики готовы поставить серьезные деньги против утверждения Эйнштейна, что никто не может двигаться быстрее скорости света.
|
 |
|
Что же делать тем, кто хочет выбраться за пределы нашей Солнечной системы и посмотреть, что там находится?
|
|
|
|
Единственным космическим аппаратом, который забрался дальше, чем планеты, луны и астероиды нашей Солнечной системы, был «Вояджер-1». На момент написания этой статьи, этот отважный зонд был в 20 083 476 000 километрах от Земли, двигаясь на скорости 17 километров в секунду. И вроде бы круто, но «Вояджер-1» был запущен в 1977 году и оснащен научными инструментами, камерами и датчиками начала 70-х. С ними он и летит уже почти 40 лет.
|
|
|
|
Прежде чем люди попытаются отправить другой зонд в межзвездное пространство, инженеры надеются найти способ добраться туда быстрее и, в идеале, при своей жизни.
|
|
|
|
Вариантов несколько. Некоторым нравятся солнечные паруса — гигантские зеркальные листы, движимые силой фотонов Солнца. Другим — включая Стивена Хокинга — нравится полет на этих парусах при помощи плотно сфокусированных пучков фотонов, которые будут генерировать лазеры на Земле или на спутниках на орбите.
|
|
|
|
Инженер NASA Брюс Вигманн изучает возможность полета к звездам с применением двигательной системы, которая напоминает сломанный зонтик или жилистую медузу. В его основе лежит идея электрического паруса и космического зонда, помещенного в центр вентилятора из металлических проводов.
|
|
|
|
Вместо того чтобы отталкиваться за счет фотонов, электропарус использует энергию солнечного ветра. Этот поток заряженных частиц непрерывно излучается Солнцем на скорости, близкой к 400 км/с. Предварительные исследования свидетельствуют, что космический аппарат, оседлавший этот ветер, мог бы двигаться в три раза быстрее зонда, оснащенного солнечным парусом.
|
|
|
|
«У вас есть длинные тонкие оголенные провода, которые положительно заряжены и простираются от медленно вращающегося космического аппарата», говорит Вигманн, работающий в отделе передовых концепций NASA в космическом центре Маршалла в Алабаме. «Положительно заряженные провода будут отталкивать положительно заряженные ионы солнечного ветра, толкая космический аппарат — подобно магнитикам, с которыми мы играли в школе, магниты одинаковой полярности отталкиваются друг от друга».
|
|
|
|
«Мы могли бы повторить миссию «Вояджера», но за 10-12 лет, — говорит он. — Мы могли бы добраться до Плутона за 5-6 лет, в два раза быстрее миссии Dawn, и до Юпитера за два года».
|
|
|
|
Но на практике все это может быть не так легко.
|
|
|
|
Профессор астрофизики из Мичиганского университета Томас Зарбахен говорит, что в идее Вигманна «куча проблем».
|
|
|
|
«Большая часть энергии Солнца поступает в виде света, — говорит он. — Ее полная сила в солнечном парусе примерно эквивалентна гравитационной силе шоколадного батончика на футбольном поле — энергия солнечного ветра в тысячу раз меньше».
|
|
|
|
Поэтому, если солнечный парус может быть несколько сотен метров в ширину, космический зонт NASA должен быть 40 километров в диаметре — размером с город — и провода, привязанные к космическому аппарату, придется запускать на обычной ракете вроде новой SLS NASA.
|
|
|
|
Недавно Зарбахен руководил крупным американским научным исследованием, которое показало, что небольшие спутники, известные как Cubesat, вполне могут справиться с планетарными миссиями и обойдутся гораздо дешевле традиционных космических аппаратов. Но он не уверен, что полет на заряженных проводах будет лучшим способом заставить их двигаться. «Материальная сторона во всем этом ужасает, — говорит Зарбахен. — Мы делаем провода больше сотни лет и они до сих пор ломаются».
|
|
|
|
«Подумайте о проводах: они будут тяжелыми, потому что сделаны из металла, — говорит он. — Они должны быть более высокого качества, иначе когда вы пропустите по ним электричество, они сгорят. Они сломаются и в том случае, если по ним ударит микрометеорит».
|
|
|
|
Вместо того чтобы использовать электропарус, Зарбахену больше нравится идея разогнать зонды будущего с помощью солнечных парусов или ядерного движения — или и того и другого. Не то чтобы электрический зонтик невозможно сделать. Но уж точно не легко.
|
|
|
|
Команда Вигманна в настоящее время занимается основами инженерии в своем проекте и надеется провести первые испытания, используя провода, привязанные к высотным воздушным шарам.
|
|
|
|
«Мы попытаемся доказать возможность технологии», говорит Вигманн, планирующий провести первую демонстрационную миссию в начале 2020-х. «Мы также изучаем физическую сторону вопроса, чтобы узнать, сколько двигательной силы сможет произвести солнечный ветер. Все с чего-то начиналось. Мне нравится эта идея. Если мы докажем физику, останется дело за инженерами».
|
|
|
|
Если технология окажется успешной, космический аппарат на электропарусе сможет обогнать «Вояджер». Или мы могли бы просто подождать, пока Кохрэйн изобретет варп-двигатель, и тогда оба предыдущих варианта останутся далеко позади…
|
|
|
|
http://hi-news.ru/space/elektroparus-budushhego-mozhet-li-slomannyj-zontik-otkryt-dlya-nas-kosmos.html
|
