Огромный электрический парус позволит космическим аппаратам ускоряться до огромных скоростей. Расчеты показывают, что вооруженный им зонд сможет развить огромную скорость и достигнуть границы Солнечной системы за какие-то 10 лет.
©Wikipedia
Концепции солнечного паруса уже не один десяток лет, однако технические трудности так и не позволили наладить их широкое использование на космических аппаратах. Лишь недавно технология продемонстрировала ряд успехов – удачно прошли испытания японского зонда Ikaros и американского LightSail, использующих парус, «раздуваемый» давлением солнечного ветра. Однако 40-километровый электрический парус E-Sail, о котором идет речь, не совсем похож на них.
В самом деле, солнечные паруса хороши лишь в определенной близости от самого Солнца. Уже на расстоянии порядка 5 а.е. (впятеро больше средней дистанции между Солнцем и Землей) давление частиц, выбрасываемых звездой, оказывается слишком слабым. Поэтому тягу для E-Sail будет создавать немного другой механизм, предложенный финским физиком Пеккой Януненом (Pekka Janhunen).
Такой парус представляет собой массив из 10–20 тончайших и прочных алюминиевых нитей диаметром не более 1 мм и длиной до 20 км. Раскрутившись в полете, зонд раскроет их и подаст на каждый трос положительный заряд. Как ни удивительно, но тягу будут создавать именно эти тросы, электростатически отталкивая поток фотонов и протонов, которые выбрасываются Солнцем. Так что даже в дальних пределах Солнечной системы, где фотоны недостаточно энергичны и многочисленны, более тяжелые протоны поддержат ускорение аппарата. Размещенная на нем электронная пушка позволит избавляться от лишних электронов и приобретать дополнительный импульс.
«Увеличенная площадь и постоянный ток частиц позволит E-Sail поддерживать ускорение вплоть до расстояния 16–20 а.е. – по крайней мере, втрое дальше, чем позволено обычному солнечному парусу, – и развивать большую скорость», – говорит инженер NASA Брюс Вигман (Bruce Wiegmann). Кроме работ по разработке электропаруса E-Sail Вигман возглавляет и проект HERTS, в рамках которого в полет может отправиться зонд, вооруженный таким двигателем.
Расчеты показывают, что HERTS сможет развить весьма высокую скорость и за какие-то 10 лет достичь гелиопаузы – области, которую можно считать условной границей Солнечной системы. Здесь давление солнечного ветра ослабевает, уступая натиску частиц, прилетающих из далекого космоса. Как легко понять, для путешествий в более далекие края электрический парус совершенно не приспособлен.
