Ученые развивают идею электрического паруса. Пока движется исследование в рамках проекта «Новые горизонты», вопрос остается открытым. Но ученые не прекращают поиск возможностей выхода за пределы внешних планет и продолжения исследований гелиопаузы и большой межзвездной среды, в которой движется Солнце.
Брюс Вигман представил концепт миссии под названием Heliopause Electrostatic Rapid Transit System (HERTS), подчеркивая необходимость исследования гелиосферы и ее пределов.
Приятно видеть развитие курса, проложенного еще легендарными «Вояджерами», «Пионерами» и «Новыми горизонтами». Ученые настаивают на том, что нужно продолжать попытки исследования внешних пределов Солнечной системы — в конце концов, они до сих пор не знают, вышел ли «Вояджер» за ее пределы. В любом случае, ключевой проблемой остается двигатель. Команда Вигмана в Центре управления космическими полетами Маршалла получила грант I степени от Института передовых концептов NASA с целью последующей разработки своей идеи.
HERTS включает в себя парус и менее зависит от топлива. Однако это не обычный солнечный парус, который использует импульс фотонов для движения. Описание концепта сбивает с толку, поскольку электрический парус HERTS будет взаимодействовать с солнечным ветром, который состоит не из фотонов, а из заряженных частиц, которые текут от Солнца постоянно, хоть и беспорядочно, с высокой скоростью. Космический аппарат с солнечным парусом, по некоторым расчетам, может двигаться в 5-10 раз быстрее, чем самый передовой транспорт, построенный нами до сих пор, «Вояджер-1» со своими 17,1 км/с.
Вигман подробно объясняет принцип работы своего паруса:
«Основной принцип, на котором работает HERTS, — это обмен импульсов между массивом длинных проводов под напряжением и протонами солнечного ветра, которые радиально текут от Солнца на скорости от 300 до 700 км/с. Высоковольтные положительно заряженные провода, ориентированные на поток солнечного ветра, отражают текущие протоны, в результате чего возникает реактивная сила в проводах — направленная также радиально от Солнца. За месяцы эта небольшая сила разгонит космический аппарат до гигантских скоростей — порядка 100-150 км/с (от 20 до 30 а. е. в год). Предложенный механизм HERTS может дать уникальную возможность исследования гелиопаузы и пределов внешней Солнечной системы менее чем за десять лет».
Концепт HERTS можно считать потомком идей Пекки Джанхунена (Финский метеорологический институт), концепция которого предполагает длинные провода (в 20 километров длиной), простирающиеся от космического корабля, каждый из которых поддерживает устойчивый электрический потенциал при помощи солнечно заряженной электронной пушки на борту транспорта. При сотне проводов — каждый из которых будет тоньше человеческого волоса — будет достигнут максимальный эффект. Поскольку солнечный ветер намного слабее, чем солнечный фотон, электрический парус с проводами в космосе все еще эффективен, по расчета Джанхунена, и может создать эффективный парус на солнечном ветре площадью в несколько квадратных километров.
Целесообразность паруса Джанхунена рассматривалась в течение прошлого года. Специальная комиссия установила, что электрический парус может достичь скорости в три-четыре раза большей, чем любая реалистичная современная технология, включая солнечные паруса и солнечно-электрическую двигательную установку. Поскольку мы взаимодействуем с потоком частиц, плывущих прочь от Солнца, мы ищем способ создания межпланетной двигательной системы, которая не будет страдать от недостатков крупных солнечных парусов, использующих импульс фотона для движения. Развертывание проводов, для сравнения, будет относительно простым.
Как фотонные паруса, так и поездка на солнечном ветре ограничены расстоянием от Солнца, но электрический парус может найти применение в будущих межзвездных миссиях. Если разогнать (неэлектрический) парус с помощью лазерного или микроволнового пучка на небольшой процент от скорости света, его можно будет и замедлить с помощью солнечного ветра звезды, которая будет пунктом назначения, если развернуть парус при входе в новую систему.
По материалам hi-news.
