Сонячне вітрило домчить до Марса за 26 діб

Вчені порахували, як швидко апарат із сонячним вітрилом з нового матеріалу аерографіту може дістатися різних місць нашої зоряної системи. До Марса він долетить за 26 діб, а до геліопаузи — за кілька років.

Сонячне вітрило
Сонячне вітрило. Джерело: phys.org

Переваги сонячного вітрила

У журналі Acta Astronautica нещодавно з’явилася стаття, в якій вчені проаналізували, наскільки швидко можна дістатися Марса та геліопаузи за допомогою сонячних вітрил, виготовлених з нового матеріалу, що отримав назву аерографіт.

Сонячне вітрило являє собою надзвичайно тонку плівку з дзеркального матеріалу, що натягається на великий каркас. Світло теж має імпульс, тож енергію зіткнення фотонів із цим пристроєм можна використати для прискорення апарата. На практиці це було доведено в останні декілька десятиліть  за допомогою місій, подібних до LightSail і LightSail2.

Зараз саме сонячне вітрило вважається найбільш перспективною технологією доставлення до далеких планет корисного навантаження масою до кількох кілограмів. Така вага може здаватися незначною у порівнянні з десятками тонн, які виводять в космос найпотужніші носії. Проте в такому випадку швидкість має значно більше значення.

Політ до Марса

Те, що сонячне вітрило може бути швидшим за хімічні двигуни, відомо давно. А час, протягом якого воно може дістатися певних точок у Сонячній системі, вчені встановили у новому дослідженні. Переважно їх цікавили дві локації: Марс як найцікавіша для досліджень планета та геліосфера — умовна межа, де тиск сонячного вітру вирівнюється з густиною міжзоряного середовища.

Для кожної з них учені підготували два сценарії. Перший передбачає, що апарат із сонячним вітрилом буде запускатися безпосередньо з полярної навколоземної орбіти. У другому випадку його спочатку доправлятимуть до певної точки, яка знаходиться всередині земної орбіти на відстані 0,6 а.о. від Сонця. Там тиск сонячного випромінювання на вітрило буде значно більшим, і розганятиме воно швидше. Апарат у розрахунках важить 1000 г, 720 з яких припадає на саме вітрило, яке при цьому має площу 140 м².

Наскільки швидке сонячне вітрило

Старт з полярної навколоземної орбіти до Марса пропонується здійснювати, коли він буде перебувати у протистоянні до нашої планети, тобто точно за нею відносно Сонця. Розрахунки показують, що в цьому випадку політ займе лише 26 діб — у порівнянні з 7-9 місяцями, які зазвичай необхідні для цього хімічним ракетам.

У випадку з розгортанням вітрила всередині земної орбіти подорож до Марса займе 126 діб, 103 з яких зонд за допомогою хімічних двигунів летітиме до точки розгортання. Це не дуже швидко, проте у випадку з подорожжю до геліосфери така схема себе виправдовує. Адже якщо летіти до меж Сонячної системи з навколоземної орбіти, розгін до максимальної швидкості займає два роки, тож кінцевої мети апарат досягне лише за 5,3 років. У випадку з подорожжю через позначку 0,6 а.о. до Сонця вітрилу спочатку доведеться летіти до неї ті ж 103 дні, що й у випадку із Марсом. Але потім до максимальної швидкості апарат розганятиметься лише 300 діб. А геліосфери він досягне вже за 4,2 роки. Тобто для польотів до далеких тіл нашої планетної системи ця схема підходить якнайкраще.

За матеріалами phys.org

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine

Китай представив проєкт космоплана для доставлення вантажів на орбіту
Загроза астрономії: вчені закликають зупинити запуски Starlink
Наш Всесвіт не оптимальний для життя: у всьому винна темна енергія
Марсіанські пастки: Perseverance та Curiosity одночасно зіткнулись із суворими випробуваннями
Знайдене Perseverance поле дивних білих каменів збентежило вчених
Таємничий міжзоряний тунель з’єднує Сонячну систему із сузір’ям Центавра
Без затримок і перевитрат: новий космічний телескоп NASA пройшов важливий етап
SpaceX планує розгорнути інтернет Starlink на Марсі
Людство 40 років мало неправильне уявлення про Уран через помилку Voyager 2
Загадка зниклої зорі: астрономи підозрюють невдалу наднову