Магнитный парус и ионный ветер

Исследователи предлагают применять для межзвездных полетов не громоздкий солнечный парус, а магнитное поле. Оно позволит получать импульс от вылетающих из Солнца ионов. Кроме того, ученые рассчитывают использовать «динамическое парение» на границе межзвездного пространства.

Іони Cонця, які будуть розганяти магнітне вітрило
Затмение Солнца в поляризованном свете. Красный цвет – заряженные частицы, которые могут толкать магнитный парус. Источник: M. Druckmuller/ Habbal et al., ApJL, 2021

Несовершенный солнечный парус

Ученые из Университета Макгилла в Канаде и Фонда Тау Зеро в США предложили альтернативу солнечным парусам. Эти конструкции рассматриваются в качестве одного из наиболее перспективных способов путешествия за пределы Солнечной системы. В отличие от остальных носителей они не нуждаются в невероятно больших расходах топлива из-за того, что могут просто улавливать фотоны, излучаемые нашей звездой.

Но для того, чтобы ускорять достаточно большой корабль, размер солнечного паруса должен измеряться километрами. А материал должен быть чрезвычайно прочным и легким, с высокой отражательной способностью и очень эффективно отводить тепло.

Из-за комбинации всех этих параметров ученые до сих пор не представляют себе солнечного паруса, который мог бы разогнать аппарат до скорости большей, чем 2 процента световой. А это значит, что путешествия к другим звездам будут продолжаться десятилетиями.

Сверхпроводник вместо паруса

Ученые предлагают использовать для ускорения космического аппарата не нейтральные фотоны, а заряженные ионы. Их наше Солнце тоже выпускает в большом количестве, правда, гораздо меньше, чем частицы света.

Зато каждая из них несет гораздо больше энергии, чем фотон. Обычно от этого предвидятся только проблемы, ведь эти частицы могут передать свой заряд паруса и тем самым создавать статический заряд, искажающий конструкцию.

Однако если заменить зеркальную пленку паруса сверхпроводником и создать с его помощью магнитное поле, то им можно улавливать ионы и использовать их для ускорения аппарата.

«Динамическое парение» для магнитного паруса

Правда, заряженные частицы двигаются в космосе со скоростью всего 700 км/с. Что составляет всего четверть процента световой. Поэтому, на первый взгляд, магнитный парус не кажется лучше солнечного.

Но ученые уверены, что благодаря эффекту, известному как «динамическое парение», можно добиться большего. Это явление используют птицы, которым трудно разогнаться исключительно благодаря собственным мышцам. Ускориться им позволяет встречный ветер.

То же самое ученые рассчитывают увидеть на границе Солнечной системы с межзвездным пространством. Здесь ионы, ускоренные Солнцем, сталкиваются с такими же, которые прилетели к нам от других звезд. И, возможно, этот «встречный ветер» позволит кораблю развить значительно большую скорость.

По материалам www.sciencealert.com

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале

Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine