Мировое открытие - солнечный электропарус

В апреле этого года Европейское космическое агентство планирует запустить первую рабочую версию электрического солнечного паруса. Аппарат ESTCube-1 разработан командой специалистов во главе с Пеккой Янхуненом (Финский метеорологический институт). Идея была предложена еще в 2006 году. Солнечным парусом называется специальное приспособление, использующее давление солнечного света или лазера на зеркальную поверхность для того, чтобы привести в движение космический аппарат подобно тому, как паруса приводят в движение обычный корабль или лодку.

Идея полетов в космос с использованием солнечного паруса родилась еще в 20-е годы прошлого столетия и принадлежит одному из пионеров ракетостроения — нашему соотечественнику Фридриху Цандеру. Цандер основывался на том, что фотоны (частицы солнечного света) обладают импульсом, который можно передавать любой освещаемой поверхности, создавая давление. Впервые величина давления солнечного света была измерена в 1900 году русским физиком Петром Лебедевым.

Давление солнечного света чрезвычайно мало. На земной орбите оно составляет около 5·106 Н/м2 и уменьшается пропорционально квадрату расстояния от Солнца. Однако, поскольку солнечный парус не требует потребления ракетного топлива и может действовать практически неограниченный период времени, перспективы его использования и сегодня выглядят довольно привлекательными.

Несколько раз эффект солнечного паруса применяли для проведения малых коррекций орбит космических аппаратов, при этом в роли паруса выступали солнечные батареи или радиаторы системы терморегуляции. Пока единственный в мире летательный аппарат, полностью работающий на так называемом "солнечном парусе" — это межпланетный IKAROS, созданный Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA). Спутник был запущен в 2010 году. Его парус-двигатель состоял из 200 квадратных метров полиамидной пленки толщиной в 7,5 микрометра.

Читайте также: Космический мусор отбуксируют с орбиты?

Недавно НАСА заявило о том, что планирует на 2014 год запуск собственного космического паруса Sunjammer. Его площадь составит 1 208 метра. Это в несколько раз больше, чем у IKAROS. Его парус тоже является полиамидным, но при этом он в полтора раза тоньше, чем у IKAROS — около 5 микрометров. Поэтому вес паруса составляет лишь 32 килограмма.

Новая модель, предлагаемая финнами, подразумевает развертывание вокруг ускоряемого космического аппарата (КА) вместо полиамидной пленки группы длинных легких микротросов диаметром 20-50 микрометров. Электронная пушка на борту зонда, получающая питание от солнечных батарей, станет выбрасывать пучки электронов, которые придадут тросам положительный заряд. В результате они будут отталкивать ионы солнечного ветра, придавая аппарату слабый импульс в противоположном направлении.

При выводе на орбиту ESTCube-1 будет использоваться около 10 метров тросов, тогда как общие размеры спутника составляют 10×10×11,35 сантиметров, его внутренний объем равен примерно 1 литру, а масса — 1,048 килограмма. Пока в задачи зонда входит всего лишь развернуть на орбите микротросы и испытать с их помощью возможность ускорения и маневрирования в космосе. В 2014 году финны запустят еще один подобный спутник, КА Aalto-1, на этот раз оснащенный тросами 100-метровой длины.

Читайте также: НАСА не дождется показаний от "Вояджера"?

Преимущества новой схемы в том, что получаемый от ионов импульс окажется в среднем примерно в 200 раз меньше, чем импульс, воздействующий на фотонный солнечный парус аналогичных размеров. При этом процесс изготовления микротросов куда проще, чем пленки для фотонного паруса. К тому же, импульс тросикам будут придавать и те частицы, которые пройдут в пространство между ними. И при удалении их на 100 метров от аппарата возникнет импульс такой же, как при использовании фотонного солнечного паруса, площадь которого в 200 раз меньше.

Управление электрическим парусом нового образца тоже выглядит довольно простым, поскольку чем меньше электронных пучков испускает электронная пушка, тем меньше микротросы притягивают ионы солнечного ветра, а значит, нет нужды поворачивать парус при помощи механических приспособлений.

Если производство таких парусов удастся поставить на поток, то при малых нагрузках они смогут, не используя топлива, развивать скорости выше 50 километров в секунду. Это составляет около 10 астрономических единиц в год, что втрое быстрее скорости пресловутых "Вояджеров".

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"

Встройте "Правду.Ру" в свой информационный поток, если хотите получать оперативные комментарии и новости:

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен

Добавьте "Правду.Ру" в свои источники в Яндекс.Новости

Также будем рады вам в наших сообществах во ВКонтакте, Фейсбуке, Твиттере, Одноклассниках, Google+...

Комментарии
Путин предупредил о последствиях включения в НАТО Грузии и Украины
Зачем Бог сотворил мир
Готова ли Россия к выходу Армении из ЕАЭС и ОДКБ?
В Турции раскрыли детали смертельной ссоры россиянина и украинца
Новые подтверждения: США готовились поставить в Крыму флот НАТО
Новые подтверждения: США готовились поставить в Крыму флот НАТО
Новые подтверждения: США готовились поставить в Крыму флот НАТО
Британские СМИ нашли "женщину-убийцу" в деле "Новичок"
Мэй "прогнулась" по российскому вопросу
Белорусы объявили "палачом" Александра Суворова
ФАС не нашла причин для снижения цен на топливо
Белорусы объявили "палачом" Александра Суворова
СМИ Финляндии требуют от Путина вернуть Выборг
Литва скажет Путину и Трампу, как нужно себя вести
СМИ: Русский фанат убил украинца за "Слава Украине!"
Мэй "прогнулась" по российскому вопросу
Новые подтверждения: США готовились поставить в Крыму флот НАТО
Новые подтверждения: США готовились поставить в Крыму флот НАТО
Порошенко велел остановить "провокации России" в Азовском море. Топить будут?
Литва скажет Путину и Трампу, как нужно себя вести
Зачем Бог сотворил мир