Подорож до зірок упродовж людського життя залежить від вибору правильного …вітру

сонячний вітер

Дослідники з Університету Макгілла в Канаді та Фонду Тау Зеро в США запропонували новий спосіб перетнути надзвичайні відстані міжзоряного простору, використовуючи практично …ніщо і трохи надихнувшись морськими птахами.

Досі одним із найбільш перспективних рішень для космічних подорожей є використання спектра зоряного світла, що походить від Сонця. Кількість та високі швидкості роблять фотони інтригуючим джерелом енергії для створення високої швидкості, необхідної для перетину світлових років порожнечі за короткий час.

Інновації в технології сонячних вітрил значно просунулися за ці роки і моделі пройшли випробування у ворожих умовах нашої внутрішньої Сонячної системи.

Незважаючи на свою функціональність, усі сонячні вітрила мають один загальний недолік: саме вітрило. Сонячні вітрила повинні розтягнутися на кілька метрів завширшки, щоб упіймати фотони, необхідні для руху корабля.

Їм також потрібна правильна форма та матеріал, щоб перетворити крихітний імпульс кожного фотона на рух. І вони мають досить добре відводити тепло, щоб не деформуватися та не зламатися.

Це не просто головний біль у матеріалознавстві; усі ці вимоги додають маси. Навіть використовуючи найлегші відомі матеріали, найвищі швидкості, яких ми могли б досягти, використовуючи випромінювання нашого Сонця, будуть трохи більше 2 відсотків швидкості світла, а це означає, що подорож до найближчої зірки все одно займе кілька століть.

На щастя, з поверхні Сонця дме шторм іншого типу, що складається не з фотонів, а з плазми іонів, доведених до безумства магнітними полями Сонця.

Хоча від Сонця виходить набагато менше високошвидкісних електронів і протонів, ніж фотонів, їх заряджені маси мають більшу силу.

Такі частинки зазвичай представляють проблему для звичайних вітрил, передаючи свої заряди поверхні матеріалу, як статична електрика на вовняному джемпері взимку, створюючи опір і змінюючи форму вітрила.

Тим не менш, будь-хто, хто колись намагався з’єднати полюси магнітів, занадто добре знає, що електромагнітне поле може створювати опір, не вимагаючи великої твердої поверхні.

Отже, прощавай, блискучий матеріал, і привіт, надпровідник. Теоретично кабель довжиною всього кілька метрів може створювати поле, досить широке, щоб відхиляти заряджений сонячний вітер на відстань від десятків до сотень кілометрів.

Система діятиме як магнітний парашут, який захоплює потік частинок, що рухаються зі швидкістю близько 700 кілометрів на секунду, або трохи менше чверті відсотка швидкості світла.

Це непогано, але, як знають такі птахи, як альбатрос, вітри не встановлюють обмеження швидкості, коли справа доходить до польоту високо.

Морські птахи можуть уловлювати енергію зустрічного вітру, використовуючи так званий динамічний політ, щоб набрати швидкість, перш ніж повернутися на свою початкову траєкторію.

Використовуючи аналогічний трюк із «зустрічним вітром» кінцевого поштовху — турбулентною зоною контрастних зоряних вітрів, що використовується астрономами для визначення краю нашої Сонячної системи, магнітне вітрило може перевищити швидкість сонячного вітру.

Хоча спочатку ця технологія може здатися не набагато швидшою, ніж традиційний метод сонячних вітрил, інші форми турбулентності на околицях міжзоряного простору можуть забезпечити більший імпульс.

Технологія польоту на основі плазми могла б допомогти розмістити супутники навколо Юпітера протягом місяців, а не років.

Як і в епоху вітрил минулого, існує безліч способів скористатися перевагами течій, що омивають безмежний простір.

Це дослідження було опубліковано у Frontiers in Space Technologies.

Раніше повідомлялося, що навіть після 30 місяців у космосі місія LightSail 2 Планетарного товариства продовжує успішний політ, демонструючи технологію сонячного вітрила на навколоземній орбіті.

Прокрутити вгору