НАСА запустит парусный зонд к астероиду
Подобно кораблям первооткрывателей 15 века, в 2018 году небольшой космический зонд развернёт парус и начнёт путешествие к далёком астероиду, ознаменовав начало нового этапа в исследовании космоса.
Идея использовать солнечный парус для космических полётов была предложена почти сто лет назад советским пионером ракетостроения Фридрихом Цандером. Она основывалась на том, что фотоны света способны оказывать давление на освещаемую поверхность, передавая ей свой импульс. Поэтому, если развернуть позади корабля гигантское зеркало, его скорость будет постепенно увеличиваться без использования топлива.
Однако первые экспериментальные аппараты стали создавать лишь в самом конце двадцатого века. Это связано с тем, что космические парусники должен быть очень лёгким, и их воплощение в жизнь стало возможно лишь после появления по-настоящему компактной электроники.
В 2010 году японское космическое агентство продемонстрировало возможности солнечного паруса для будущих межпланетных полётов. Зонд IKAROS расправил на орбите зеркало из полиамидной плёнки площадью 200 квадратных метров, после чего инженеры могли регулировать его скорость и направление движения.
Теперь американское космическое агентство НАСА объявило о готовящемся запуске аппарата, получившего название "Околоземный астероидный скаут" (NEA Scout), который впервые покинет орбиту Земли исключительно под давлением солнечного света. Полёт до небольшого астероида 1991 VG продлится два с половиной года. За это время зонд разгонится до внушительной скорости в 28,6 километра в секунду. Для сравнения: сейчас самым быстрым космическим аппаратом является "Вояджер-1", который движется за пределами Солнечной системы со скоростью 17 километров в секунду.
Такого результата удастся добиться благодаря компактным размерам зонда, напоминающего коробку от обуви, и парусу площадью 80 квадратных метров.
"С точки зрения конечной скорости парус выиграет гонку у двигателя, как в случае с черепахой и зайцем, – поясняет Ле Джонсон (Les Johnson) из Космического центра Маршалла. – Ракета обеспечивает огромную начальную тягу, но в конечном счёте всё топливо сгорает. Парус не использует никакого топлива и может ускоряться до тех пор, пока светит Солнце".
Стоит отметить, что в задачи миссии входит не только изучение особенностей нового способа перемещения в космосе, но и многочисленные научные исследования. Несмотря на свои скромные размеры, NEA Scout оснащён всем необходимым для получения снимков астероида, определения его химического состава, размера и параметров движения.
В НАСА считают, что подобные разведчики помогут в будущем собирать необходимую информацию и выбирать цели для пилотируемых полётов к астероидам. В частности, перед высадкой необходимо точно знать, что астероид представляет собой монолитный твёрдый объект, а не груду камней, соединённых силой тяжести, что его вращение плавное и предсказуемое.
В ходе полёта аппарат будет как минимум один раз сбрасывать скорость и маневрировать, чтобы пройти всего в километре от поверхности 1991 VG.
В предыдущих зондах для этого использовалось особое электрооптическое покрытие, которое позволяло затемнить часть паруса и совершать повороты за счёт разного давления солнечного ветра. Но конструкторы NEA Scout выбрали другой подход. Корпус зонда скользит вперёд и назад относительно штанг паруса, а само полотно оснащено наклонным механизмом, благодаря чему можно менять направление движения.
Это в свою очередь открывает возможности для исследования таких труднодоступных мест, как полярные области Солнца. Сегодня, чтобы выйти из плоскости эклиптики Солнечной системы и взглянуть на нашу звезду "сверху" или "снизу", приходится посылать космический аппарат к Юпитеру и выполнять гравитационный манёвр, возвращаясь обратно под другим углом. В случае с парусом, чтобы изменить траекторию движения, достаточно частично отогнуть его вверх.
Кроме того, парусный спутник может зависнуть над любой точкой нашей планеты за пределами геостационарной орбиты, которая, как известно, соответствует экватору. Солнечный свет будет постоянно подталкивать аппарат вверх, компенсируя притяжение Земли.
Как сообщается в пресс-релизе NASA, NEA Scout попал в число 13 инновационных спутников, которые будут запущены в ходе первого старта новой сверхтяжёлой ракеты Space Launch System (SLS). Та же ракета выведет в космос многоцелевой космический корабль "Орион" для беспилотного испытательного полёта к Луне.
