Головна / Всесвіт / Електровітрило майбутнього

Електровітрило майбутнього

1 Зірка2 Зірки3 Зірки4 Зірки5 Зірок (Оцініть статтю!)
Loading...
 
 

Для тих, хто живе у всесвіті «Зоряного шляху», 4 квітня 2063 року буде великим днем. В цей день геніальний ракетний інженер Зефрам Кохрейн вперше успішно випробує свій варп-двигун. Технологія зробить революцію у сфері космічних подорожей: космічні кораблі зможуть подорожувати швидше швидкості світла і сміливо виведуть нас туди, де ніхто не був раніше.

b4aad614153cceb351dd4bf7339e5864
Для всіх інших варп-двигуни, червоточини і подорожі швидше швидкості світла залишаться суто спекулятивними поняттями. Що ж робити тим, хто хоче вибратися за межі нашої Сонячної системи і подивитися, що там знаходиться?

Єдиним космічним апаратом, який забрався далі від планет, місяців і астероїдів нашої Сонячної системи, був «Вояджер-1». На момент написання цієї статті, цей відважний зонд був у 20 083 476 000 кілометрів від Землі, рухаючись зі швидкістю 17 кілометрів на секунду. І начебто круто, але «Вояджер-1» був запущений в 1977 році і оснащений науковими інструментами, камерами і датчиками початку 70-х. З ними він і летить вже майже 40 років.

Перш ніж люди спробують відправити інший зонд в міжзоряний простір, інженери сподіваються знайти спосіб дістатися туди швидше і, в ідеалі, при своєму житті.

Варіантів кілька. Деяким подобаються сонячні вітрила — гігантські дзеркальні листи, рухомі силою фотонів Сонця. Іншим — включаючи Стівена Хокінга — подобається політ на цих вітрилах за допомогою щільно сфокусованих пучків фотонів, які будуть генерувати лазери на Землі або супутники на орбіті.

Інженер NASA Брюс Вігманн вивчає можливість польоту до зірок із застосуванням рухової системи, яка нагадує зламану парасольку чи жилаву медузу. В його основі лежить ідея електричного вітрила і космічного зонда, поміщеного в центр вентилятора з металевих дротів.

Замість того щоб відштовхуватися за рахунок фотонів, електровітрило використовує енергію сонячного вітру. Цей потік заряджених частинок, що безперервно випромінюється Сонцем на швидкості, близькій до 400 км/с. Попередні дослідження свідчать, що космічний апарат, осідлавши цей вітер, міг би рухатися в три рази швидше зонда, оснащеного сонячним вітрилом.

«У вас є довгі тонкі оголені дроти, які позитивно заряджені і простягаються від повільно обертового космічного апарату», говорить Вігманн, який працює у відділі передових концепцій NASA в космічному центрі Маршалла в Алабамі. «Позитивно заряджені дроти будуть відштовхувати позитивно заряджені іони сонячного вітру, штовхаючи космічний апарат — подібно магнітикам, з якими ми грали в школі, магніти однакової полярності відштовхуються один від одного».

«Ми могли б повторити місію «Вояджера», але за 10-12 років, — каже він. — Ми могли б дістатися до Плутона за 5-6 років, в два рази швидше місії Dawn, і до Юпітера за два роки».

Але на практиці все це може бути не так легко.

Професор астрофізики з Мічиганського університету Томас Зарбахен каже, що в ідеї Вігманна «купа проблем».

«Велика частина енергії Сонця надходить у вигляді світла, — каже він. — Її повна сила в сонячному вітрилі приблизно еквівалентна гравітаційній силі шоколадного батончика на футбольному полі — енергія сонячного вітру в тисячу разів менша».

Тому, якщо сонячне вітрило може бути кілька сотень метрів в ширину, космічна парасолька NASA має бути 40 кілометрів в діаметрі — розміром з місто — і дроти, прив’язані до космічного апарату, доведеться запускати на звичайній ракеті на зразок нової SLS NASA.

Нещодавно Зарбахен керував великим американським науковим дослідженням, яке показало, що невеликі супутники, відомі як Cubesat, цілком можуть впоратися з планетарними місіями і обійдуться набагато дешевше традиційних космічних апаратів. Але він не впевнений, що політ на заряджених проводах буде найкращим способом змусити їх рухатися. «Матеріальна сторона у всьому цьому жахає, — каже Зарбахен. — Ми робимо проводи більше сотні років і вони досі ламаються».

«Подумайте про провода: вони будуть важкими, тому що зроблені з металу, — говорить він. — Вони повинні бути більш високої якості, інакше коли ви пропустите по ним електрику, вони згорять. Вони зламаються і в тому випадку, якщо по ним вдарить мікрометеорит».

Замість того щоб використовувати електровітрило, Зарбахену більше подобається ідея розігнати зонди майбутнього за допомогою сонячних вітрил або ядерного руху — або і того й іншого. Не те щоб електричну парасольку неможливо зробити. Але вже точно не легко.

Команда Вігманна в даний час займається основами інженерії в своєму проекті і сподівається провести перші випробування, використовуючи дроти, прив’язані до висотних повітряних кульок.

«Ми спробуємо довести можливість технології», говорить Вігманн, який планує провести першу демонстраційну місію на початку 2020-х. «Ми також вивчаємо фізичну сторону питання, щоб дізнатися, скільки рухової сили зможе зробити сонячний вітер. Все з чогось починалося. Мені подобається ця ідея. Якщо ми доведемо фізику, залишиться справа за інженерами».

Якщо технологія виявиться успішною, космічний апарат на електровітрилі зможе обігнати «Вояджер». Або ми могли б просто почекати, поки Кохрейн винайде варп-двигун, і тоді обидва попередні варіанти залишаться далеко позаду…

Натхнення: earth-chronicles.ru

 
Loading...
comments powered by HyperComments