3 грудня 2016, субота

Зоряні вітрила. Як NASA планує здійснити міжзоряний переліт вже у 2025 році

коментувати
Корабель з електричним вітрилом зможе розігнатися до швидкості понад 150 км/c

Корабель з електричним вітрилом зможе розігнатися до швидкості понад 150 км/c

Безпілотний космічний корабель, що приводиться в рух енергією сонячного вітру, може розвинути швидкість понад 1 млн км/год і досягти найближчої зірки набагато раніше, ніж ракети на хімічному паливі.

Фантастика — це не те, що може статися за тисячу років. Фантастика — це те, що трапиться з високою ймовірністю вже за життя нинішнього покоління.

Такої точки зору дотримуються науковці з дослідницького центру NASA в Хантсвіллі (штат Алабама). Їхній проект — космічний корабель, що використовує енергію сонячного вітру, може бути запущений у перший міжзоряний переліт вже у 2025 році. Іншими словами, раніше, ніж заплановані перші пілотовані польоти на Марс.

Міжзоряний корабель побудований на розвитку класичної ідеї про сонячне вітрило — конструкції, яка діє за принципом, схожим з вітрилами морських суден на Землі.


Концепция солнечного паруса существует уже почти столетие

Концепція сонячного вітрила існує вже майже сторіччя


Морські вітрила вловлюють вітер і передають отриманий імпульс на корпус судна. Для космічних вітрил джерелом руху стане сонячний вітер — потік протонів, електронів та інших заряджених частинок, що відлітають від Сонця зі швидкістю, що досягає фантастичного показника 1,6 млн км/год.

«Це дуже багатообіцяюча технологія для дослідження глибокого космосу», - зазначає Ліс Джонсон, один з авторів проекту.

Сама по собі ідея сонячного вітрила виникла в 1920-х з подачі німецького інженера Фрідріха Цандера, а потім була популярна у творах фантастів у середині XX століття. Зокрема, широкої популярності концепція космічного вітрильника набула після публікації оповідання Сонячний вітер класика фантастики Артура Кларка.

У науковому світі ідея тривалий час вважалася утопічною. Лише у 2006 році NASA звернуло увагу на проект фінського фізика Пеккі Янхунена, що пізніше ліг в основу нинішнього проекту міжзоряних перельотів.

На відміну від ідей середини минулого століття, космічне вітрило NASA приводиться в рух не сонячною радіацією, для уловлювання якої планувалося будувати вітрила величезної площі, а потоком заряджених часток.

За словами Джонсона, космічний корабель на сонячній тязі буде оснащений приблизно 10-20 дротами досить незначної товщини — всього 25 мікрон (удвічі тонше за людське волосся), але довжиною від 1 до 20 км. По дротах пустять електричний струм.


Электрический парус сможет разгонять корабль там, где солнечный уже не будет работать

Електричне вітрило зможе розганяти корабель там, де сонячне вже не буде працювати


Дроти, спрямовані перпендикулярно потоку сонячного вітру, будуть відштовхувати заряджені частки, що містяться в ньому, внаслідок чого в них виникатиме тяга, яка тягне корабель у бік від Сонця.

Ця, не дуже значна, на перший погляд, сила здатна поступово розігнати корабель до досить значної швидкості, стверджують автори проекту. За кілька місяців поступового розгону швидкість корабля досягне вражаючих 100-150 км/c. А за роки розгону швидкість може зрости ще більше, можливо, навіть удвічі.

Таким чином, корабель зможе долати від 20 до 50 астрономічних одиниць за один земний рік (цією мірою в астрономії позначають відстань від Сонця до Землі, що дорівнює 149 млн. км).

Для порівняння, найбільш віддалений від Землі рукотворний об'єкт — зонд Voyager 1, запущений у 1977 році, використовує двигуни на хімічному паливі. Його швидкість становить лише 17 км/c, і за минулі майже чотири десятиліття віддалився від рідної планети лише на 134 астрономічні одиниці.

Іншими словами, корабель на електричних вітрилах (у NASA вважають за краще називати його саме так) зможе продовжувати розгін за межами сонячної системи — там, де сонячне вітрило, яке вловлює лише радіацію Сонця, буде вже безсилим.

Вчені підкреслюють, що корабель з електричним вітрилом потребує лише мінімального джерела енергії на борту. Вона буде потрібна лише для того, щоб підтримувати у вітрилах-дротах постійний струм, а також для роботи бортових систем і засобів зв'язку. Однак, поки незрозуміло, як саме повинна функціонувати енергетична система корабля, зокрема, так звана електронна гармата, яка буде заряджати вітрила-дроти.


Зонд Voyager 1, отправленный в 1977 году, долетит до ближайшей звезды только через 40 тыс. лет

Зонд Voyager 1, відправлений у 1977 році, долетить до найближчої зірки тільки за 40 тис. років


При цьому, всі розрахунки ведуться для безпілотного дослідницького корабля. Поки що немає сенсу розглядати пілотовані місії з використанням електричного вітрила, адже вони вимагали б створення корабля значно більшої маси, на розгін якого потрібно більше часу, а на функціонування — більше енергії.

На думку Джонсона, на доведення концепції до пуття може знадобитися не більше одного десятиліття. А значить, перший корабель зможе покинути межі Сонячної системи ще до того, як люди відправляться на Марс. Першим завданням такого корабля стане дослідження меж Сонячної системи і області геліопаузи (так називають межу, вздовж якої закінчується вплив сонячного вітру і починається маловивчене поки міжзоряне середовище).

Потім можна буде говорити про міжзоряні дослідження. Маленький зонд з 10-20 вітрилами-дротами зміг би летіти зі швидкістю майже в 10 разів швидше Voyager 1, який міг би досягти найближчої до нас зірки Проксима Центавра за 40 тис. років.

Однак, спорудження більшого корабля з великою кількістю і довжиною вітрил-дротів, могло б призвести до значно швидшого розгону, припускають вчені.

У свою чергу Пекка Янхунен — автор концепції електричного вітрила вважає, що перш ніж мріяти про міжзоряні експедиції, які все одно займуть тисячі років, можна було б використовувати електричні вітрила і для перельотів до планет у межах Сонячної системи. Зокрема, до Марса або до астероїдів, на яких можна видобувати корисні копалини.

На думку Янхунена, незважаючи на всі питання щодо того, як здійснювати в межах коротких перельотів гальмування і маневрування кораблем з таким складним і громіздким вітрилом, концепція варта детального розгляду. З тієї простої причини, що всі переміщення корабля з електричним вітрилом будуть просто безкоштовними.

Коментарі

1000

Правила коментування
Показати більше коментарів

Останні новини

ТОП-3 блога

Фото

ВІДЕО

Читайте на НВ style

Наука ТОП-10

Погода
Погода в Киеве

влажность:

давление:

ветер: