23:30
Иногда технологии далёкого прошлого получают новую жизнь в качестве чего-то сверхсовременного, стоит лишь применить не устройство напрямую, а принцип его действия. Одним из таких древнейших движителей по праву можно считать парус. Как ни странно, и космические корабли могут передвигаться с его помощью. Но как?
Для начала стоит задуматься: как работает любой парус? Принцип заключается в создании рабочей поверхности большой площади, которую (вместе с полезным грузом) толкает ветер. Но есть ли ветер в космосе, где нет даже воздуха? Как ни странно, есть. Но ветер этот иного происхождения – он берёт начало от Солнца. Поток ионизированных частиц, разогнанных до скоростей порядка тысячи километров в секунду непрерывно излучается солнечной короной во всех направлениях. На Земле его не почувствовать – магнитосфера планеты защищает нас от его убийственного (а что вы хотели от мощнейшей радиации) воздействия, уведомляя неблагодарное человечество об этом полярными сияниями. Что же главное в этом описании? Поток. Быстрых. Заряженных. Частиц.
Обычный парус такой ветер не уловит. А вот парус электрический – вполне.
На полотно он не очень-то похож, представляя собой множество тонких тросов (например, из металла) с положительным зарядом, для поддержания которого используется бортовая электронная пушка (да, как в кинескопе обычного телевизора). Ионы солнечного ветра имеют отрицательный заряд и в полном соответствии с законами физики отталкиваются от тросов, передавая им необходимый импульс. Такие аппараты уже почти летают – спутник EST-Cube 1 эстонского производства был успешно запущен, но, к сожалению, не смог раскрыть парус из-за сбоя управления. Испытания будут продолжены в ближайшее время.
Другой способ, основанный на схожем принципе, более известен, но и более сложен. Это так называемый солнечный парус. В отличие от электрического он больше похож на привычный – это огромных размеров (вплоть до нескольких квадратных километров, или даже десятков… что уже заставляет вспомнить Дайсона и его гигантоманию) отражающего полотна. Принцип действия тоже немного отличается – солнечный парус использует давление света, вызванного ударами фотонов о его поверхность. Таким образом, работать он может и внутри магнитосферы. Этот парус применяли на японском аппарате IKAROS, созданном специально для изучения этого способа передвижения.
Преимущество солнечного паруса над электрическим заключается в значительно большей силе разгона (в 2 сотни раз). Недостатки же – больший требуемый размер (и большая сложность развёртывания из-за полотнообразной структуры) и меньшая защищённость от метеоритов из-за огромной площади. Оба варианта интересны тем, что таким космическим аппаратам не нужно топливо (разве что для небольших срочных манёвров), а её можно получить тем же путём с помощью солнечных батарей. Общий минус – зависимость от плотности потока частиц, которая падает на удалении от Солнца, что делает паруса неэффективными при межзвёздных перелётах. Впрочем, это как раз можно исправить, а как именно – расскажем в следующей статье серии. До встречи!
Дмитрий Потапкин, специально для Обзор.press.
