Инженеры предложили полет к Седне с новыми двигателями
Команда исследователей из Италии и США предложила два способа, с помощью которых гипотетический зонд сможет быстро добраться до одного из самых отдаленных и малоизученных объектов Солнечной системы. Речь о Седне — транснептуновом теле, которое находится за орбитой Плутона. По мнению инженеров, эти передовые технологии смогут доставить аппарат к Седне за семь и 10 лет.
На окраинах нашей Солнечной системы, далеко за орбитой Плутона, находится Седна — один из самых загадочных объектов, известных ученым. Это первый представитель нового класса небесных тел — седноид — транснептуновый объект с очень удаленной орбитой (некоторые специалисты считают Седну карликовой планетой). Такие тела никогда не подходят к Солнцу ближе чем на 50 астрономических единиц.
Среди крупных известных тел Солнечной системы орбита Седны наиболее вытянутая. Объект обходит Солнце по очень вытянутой траектории — от 76 до 937 астрономических единиц. Это означает, что Седна практически «отключена» от гравитационного влияния больших планет. Ее траектория движения — ключ к пониманию самых отдаленных регионов Солнечной системы.
Астрономы считают, что из-за своей «экстремальной» орбиты Седна может оказаться первым известным объектом внутренней части облака Оорта — гигантской сферической «скорлупы» из ледяных глыб, которая сформировалась 4,5–4,6 миллиарда лет назад.
Изучение Седны помогло бы ученым раскрыть секреты раннего формирования Солнечной системы и понять, каким именно образом она появилась на свет. Одна из гипотез гласит, что Седна образовалась благодаря гравитационным возмущениям. В далеком прошлом близкие сближения молодого Солнца с соседними звездами могли гравитационно «вытолкнуть» часть планетезималей на дальние орбиты, которые там сформировали внутреннее облако Оорта и седноиды в частности.
Чтобы совершить один оборот вокруг Солнца, Седне требуется больше 11 000 лет. Сейчас она приближается к светилу и достигнет своей ближайшей точки — перигелия — в 2075-2076 годах. На этом этапе расстояние между ней и Солнцем сократится до минимума и составит 76,19 астрономических единиц. Это примерно в три раза дальше, чем расстояние до Нептуна. После этого Седна снова удалится.
Седна — весьма интересный объект для ученых, который многие специалисты хотели бы изучить. Проблема заключается в одном: как добраться до этого уникального мира за разумное время, используя существующие технологии? Традиционные химические двигатели и даже ионные ускорители хотя и делают такую миссию возможной, но аппарат на этих технологиях будет лететь к Седне очень долго — не одно десятилетие.
Международная команда инженеров под руководством Елены Анконы из Политехнического университета Бари (Италия) предложила два способа, позволяющих добраться до Седны за семь и 10 лет соответственно. В обоих вариантах исследователи рассматривают передовые технологии, способные коренным образом изменить подход к межпланетным полетам.
Первый вариант — двигатель прямого термоядерного синтеза (Direct Fusion Drive). Это концептуальная разработка, которая на практике пока не реализована. Принцип работы строится на том, что термоядерная реакция не только создает тягу, но и одновременно вырабатывает электричество. Термоядерная реакция сама по себе выделяет огромное количество энергии, которую можно преобразовать в электрический ток.
Исследователи предполагают, что система будет обладать мощностью 1,6 мегаватта и работать в режиме непрерывного тягового импульса. То есть основная часть пути к Седне пройдет при постоянной тяге. Мощности должно хватить не только для полета, но и для критически важного маневра — выхода на орбиту вокруг Седны.
Второй вариант — солнечный парус, основанный на эффекте термической десорбции. В отличие от классических солнечных парусов, которые используют давление солнечного света, здесь движение обеспечивают молекулы, испаряющиеся с поверхности под действием тепла, что создает тягу. Для дополнительного разгона зонд совершит гравитационный маневр вблизи Юпитера, используя его мощную гравитацию как «рогатку». Главное преимущество такого паруса — скорость и отсутствие топлива.
Сравнение показало неожиданные результаты. При использовании двигателя прямого термоядерного синтеза полет до Седны аппарата массой в тонну займет примерно 10 лет, из которых 1,6 года зонд будет разгоняться. Солнечный парус справится с задачей быстрее — всего за семь лет. Этого удастся достичь благодаря тому, что он может непрерывно ускоряться и не требует значительного запаса топлива.
Но есть нюанс: мощности паруса, скорее всего, не хватит для торможения и выхода на орбиту вокруг Седны. Миссия ограничится лишь пролетом мимо нее. А вот корабль с двигателем прямого термоядерного синтеза сможет выйти на орбиту и подробно изучить космическое тело.
Разница между этими вариантами — выбор между скоростью и глубиной исследования. Пролет предоставит минимальные данные. Полноценная орбитальная миссия откроет возможность картографирования поверхности, анализа состава и, возможно, даже обнаружения спутников.
Оба подхода пока остаются концепцией, но имеют разный потенциал. Двигатель прямого термоядерного синтеза требует прорыва в области удержания и управления реакцией. Несмотря на красивые расчеты пока нет уверенности, что такую систему можно построить.
Солнечный парус, основанный на эффекте термической десорбции, выглядит более реалистично. Эта технология развивается на базе уже существующих технологий солнечных парусов, но требует точного расчета траекторий и создания новых материалов, устойчивых к высоким температурам и способных эффективно выделять вещества для тяги.
В ближайшие годы инженеры намерены детально проработать концепцию миссии, провести оценку рисков и необходимых ресурсов. Запуск космического аппарата возможен лишь в узком «окне», когда Седна окажется максимально близко к Солнцу. При положительном решении проект может стать ключевым этапом в исследовании дальних рубежей нашей Солнечной системы.
Подробнее с описанием технологий можно ознакомиться в статье, опубликованной на сайте электронного архива научных статей Корнеллского университета.
Telegram 
Дзен 
VK С помпой объявленный два года назад проект Илона Маска наконец стал официально перевозить людей. Американские власти уже начали аудит того, насколько легальны такие машины, многие сомневаются в успешности проекта для Tesla. Впрочем, у него есть проблемы куда серьезнее и аудита, и плохого отношения западных медиа к главе компании.
91% родителей считают игры важными для развития ребенка, однако лишь единицы сами предлагают детям поиграть. Взрослые сильно тревожатся из-за увлечения детей смартфонами, хотя зачастую сами преувеличивают время, которое школьники проводят в сети. К таким выводам пришли ученые НовГУ, изучив, как гаджеты и занятость взрослых меняют досуг младшеклассников.
Восточная Антарктида всего за два года неожиданно набрала 695 миллиардов тонн льда. Этот показатель стал крупнейшим приростом массы в единицу времени за всю историю наблюдений с помощью гравиметрических климатических спутников GRACE.
Группа российских исследователей, в которую вошли океанологи Санкт-Петербургского университета, выявила существование ранее неизвестных механизмов распространения «волн Россби». В ходе работы им удалось зафиксировать точки, где перенос энергии прекращается, а траектории движения воды претерпевают изменения. Дополнительно ученые обнаружили асимметрию в динамике волновых процессов, зарождающихся у западных и восточных прибрежных течений.
«Росатом» рассматривает возможность создать под Мурманском новое предприятие для достройки плавучих атомных энергоблоков. Причина в том, что количество заказов госкорпорации растет, а существующих мощностей партнеров может не хватить.
В XIV и XV веках состоятельные новгородцы отдавали предпочтение импортной одежде насыщенного красного цвета, а главным поставщиком европейских тканей на Русь выступал Ганзейский союз. Детали этой торговли исследовала аспирант НовГУ Елизавета Калугина.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии