Ученые предложили создать аппарат Mercury Scout, который будет исследовать ближайшую к Солнцу планету нашей системы. Он должен использовать солнечный парус, который для этой миссии подходит лучше других способов ускорения в космосе.
Что такое солнечный парус?
Солнечные паруса способны создавать ускорение космического аппарата, используя давление света на большие планеты. Чем ближе аппарат с ними находится к Солнцу, тем эффективнее они являются.
Недавно ученые предложили новую миссию под названием Mercury Scout. Ее цель — воспользоваться этой особенностью солнечных парусов для исследования Меркурия. Миссия составит карту поверхности планеты с разрешением 1 м. Кроме того, аппарат использует высокую отражательную способность поверхности паруса для освещения затененных кратеров, что поможет отыскать скрытые залежи водяного льда.
Еще в начале XXI века Планетарное общество создало космический аппарат на солнечных парусах Cosmos 1. Он был запущен в июне 2005 года, но из-за проблем с российской ракетой-носителем так и не достиг орбиты. Поэтому первым успешно запущенным аппаратом на солнечных парусах стал Ikaros, запущенный JAXA. Он прекрасно продемонстрировал, что эта технология работает.
Еще с 1905 года известно, что свет состоит из крошечных частиц, известных как фотоны. Они не имеют массы, но, путешествуя в пространстве, создают импульс. Когда теннисный мяч
ударяется о ракетку, он отскакивает от струн, и часть импульса мяча передается
ракетке.
Очень похожим образом фотоны, попадающие на солнечный парус,
передают ему часть своего импульса и обеспечивают небольшой толчок. Пока действие фотонов на парус продолжается, существует и импульс. А когда он длится определенное время, это называется ускорением.
Миссия Mercury Scout
Сначала Mercury Scout выведут на околоземную орбиту с помощью обычного носителя. Там он развернет свой солнечный парус и использует его для выхода на траекторию к Меркурию. Основными задачами миссии станут картографирование распределения минералов на поверхности, получение снимков с разрешением до 1 м и выявление залежей льда в постоянно затененных кратерах.
Для всего этого Mercury Scout понадобится парус площадью около 2500 м² и толщиной 2,5 микрона. Он будет выполнен из алюминия CP1, подобного тому, что используется в тепловом экране космического телескопа им. Джеймса Уэбба.
Четыре отдельных элемента паруса будут развернуты вдоль мачт из углеродного волокна. Это позволит аппарату добраться до Меркурия за 3,8 года. По прибытии он перейдет на полярную орбиту планеты, а затем потратит еще 176 дней на картографирование всей поверхности.
Преимущества солнечных парусов
Для того, чтобы нанести на карту всю поверхность Меркурия, орбиту нужно будет поддерживать, изменяя угол наклона паруса. Как капитан парусника может плыть против ветра,
а иногда и по ветру, регулируя угол и положение паруса, так и солнечный парус может быть
использован для создания тяги в нужном направлении.
В отличие от других, более традиционных, ракетных двигателей, использование которых ограничено наличием топлива, здесь двигатель служит до тех пор, пока полностью не деградирует его материал. Ожидаемая продолжительность его жизни составляет около 10 лет. Сейчас исследуются дополнительные покрытия, чтобы выяснить, можно ли продлить срок службы паруса.
По материалам phys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
