23:27
Как вы наверняка помните, важнейшее преимущество парусных систем – использование исключительно солнечного света (или солнечного ветра) для придания ускорения кораблю. Это важно не только с точки зрения экономии и простоты выбора на орбиту (меньше брать с собой топлива), но и для непрерывного длительного разгона, что важно для сверхдальних полётов.
Однако при межзвёздных перелётах встаёт следующая проблема: на большом расстоянии от звезды плотность потока и фотонов и ионов значительно падает, а затем и вовсе сходит практически на нет. Поэтому для достижения больших скоростей (вплоть до нескольких десятых скорости света) потребуется каким-то образом создавать давление света на парус намного дольше. К счастью, для этих целей отлично подходит лазер. Существуют проекты отправки к ближайшим звёздам (классический пример – Альфа Центавра) зондов с солнечным парусом, получающим энергию от лазеров, расположенных на орбите Меркурия. Эти сверхмощные лазеры, в зависимости от конкретного проекта, должны были работать в оптическом или рентгеновском диапазоне, а благодаря низкому рассеиванию светового потока – поддерживать давление частиц на парус намного дольше, чем свет Солнца. Ожидаемые сроки путешествия в один конец составляли от 10 до 26 лет.
Но для пилотируемых полётов эта технология пока не подходит. Причиной этому – вышеупомянутое "в один конец" – на обратном пути без крайне маловероятной помощи братьев по разуму разгонять корабль будет банально нечем. Более того, и затормозить не получится, набранная скорость с лихвой компенсирует давление света звезды в пункте назначения, а гравитационные манёвры придётся планировать раньше, чем будет получена полная информация о планетах и астероидах вокруг них. Иными словами, аппарат может позволить себе лишь краткое свидание с планетной системой, после чего на огромной скорости продолжит своё путешествие.
Большие сроки путешествия также ставят вопрос о защищённости аппарата. Материал паруса неизбежно будет повреждён микрометеоритами за время полёта, и эта вероятность тем больше, чем больше его размер. Поэтому учёными был предложен гибридный вариант такого аппарата – корабль на ионной тяге (об ионных двигателях мы писали пару статей назад), но получающий энергию по лазерному лучу из нашей системы и собирающий по пути газ, являющийся рабочим телом ионного двигателя. Водород действительно содержится в вакууме, хоть и в ничтожно малых концентрациях – порядка одного атома на кубический сантиметр. Для его сбора ранее предлагалось применять экраны огромного размера (снова сложности с межзвёздной пылью), но последние исследования показывают возможность применения мощных магнитных полей. Ограничение скорости для такого зонда чуть более одной десятой скорости света и связано именно с улавливанием водорода. К сожалению, в полной мере современный уровень технологий не позволяет решить все проблемы этого проекта, но расчёты показывают его принципиальную реализуемость.
В следующей статье мы расскажем о том, какие ещё сложности ждут пионеров межзвёздных полётов. До встречи!
Дмитрий Потапкин, специально для Обзор.press.
