Створено концепт космічного апарату на сонячному вітрилі

Створено концепт космічного апарату на сонячному вітрилі

Американські фізики описали концепт космічної місії, яка дозволить апарату на сонячному вітрилі швидко реагувати на виявлення міжзоряних об’єктів, які перетинають нашу систему в радіусі 10 астрономічних одиниць від Сонця, і летіти до них зі швидкістю понад 6 астрономічних одиниць в рік.

Як повідомляють автори в препринті на arXiv.org, це потенційно дозволить зближуватися з такими тілами і отримувати інформацію про розміри, склад і походження об’єктів при сумарній тривалості місії менше п’яти років.

Восени 2017 астрономи виявили перший в історії спостережень макроскопічний міжзоряний об’єкт, який відвідав Сонячну систему – астероїд Оумуамуа. Деякі науковці, до слова, наполягають на його штучному походженні і називають об’єкт кораблем-розвідником.

АстероїдОумуамуа є щільне, можливо, кам'яне або навіть металеве тіло
Астероїд Оумуамуа

Два роки по тому список таких тіл поповнився кометою Борисова.

Вивчення міжзоряних об’єктів – зокрема їх складу (в порівнянні зі складом тіл Сонячної системи) і механізмів, які надають їм прискорення, – дозволить краще розібратися в будові і формуванні нашої зоряної системи і її околиць. Хоча на сьогоднішній день достеменно відомо лише про два міжзоряні тіла, які відвідали околиці Сонця, деякі моделі передбачають, що поблизу світила (на відстанях порядку астрономічних одиниць) в середньому має пролітати кілька подібних об’єктів щороку.

Проте, вивчати їх з близької відстані в рамках космічної місії важко – відкриття міжзоряного тіла і момент його максимального зближення з Сонцем розділяють, як правило, лише кілька місяців.

Читайте також:  Комету Neowise вже видно неозброєним оком

З урахуванням додаткового часу, який піде на визначення траєкторії тіла і підготовку запуску, практично неможливо встигнути зблизитися з ним за допомогою звичайного космічного апарату. Наздогнати ж міжзоряний об’єкт на вихідній траєкторії також досить складно – швидкості Оумуамуа і комети Борисова склали п’ять і шість з половиною астрономічних одиниць в рік відповідно (тоді як найбільш швидкий міжзоряний апарат – «Вояджер-1» – має сьогодні швидкість близько трьох астрономічних одиниць в рік ).

Фізики під керівництвом В’ячеслава Туришева (Slava Turyshev) з Лабораторії реактивного руху NASA описали концепт космічної місії, яка дозволить зближуватися з міжзоряними об’єктами з використанням сонячного вітрила – пристрою, який дозволяє переміщатися і маневрувати за рахунок тиску електромагнітного випромінювання.

На першому етапі місії (завчасно до виявлення міжзоряного об’єкта) космічний апарат виводиться із зони переважного тяжіння Землі і виходить на орбіту Сонця. Потім, маневруючи за допомогою сонячного вітрила, корабель виходить на спіральну або кругову траєкторію поблизу світила і знаходиться там в очікуванні відкриття міжзоряного тіла.

За рахунок близького до Сонця розташування (а значить високого тиску світла) при виявленні міжзоряного об’єкта апарат буде здатний за короткий час (порядку декількох тижнів) зійти з орбіти очікування і перейти до другого етапу місії – попрямувати назустріч небесному тілу.

Читайте також:  Оумуамуа був кораблем прибульців, - професор Гарварду

Розглядаючи різні відносини площі сонячного вітрила до маси апарату (цей параметр характеризує прискорення від тиску випромінювання, яке росте прямо пропорційно площі і обернено пропорційно масі) і радіуси кругових орбіт очікування, автори обчислювали швидкість апарату, з якою останній покинув би Сонячну систему, якби після маневру рухався тільки під дією випромінювання і тяжіння з боку Сонця. Як нижню межу для цієї величини дослідники встановили п’ять астрономічних одиниць в рік – тобто, судячи з двох наявних спостереженнями, типову для міжзоряних об’єктів швидкість.

Автори відзначають, що деталі космічної місії допускають безліч варіацій: так, в цілях економії легкі апарати можна спочатку запускати разом з іншою міжпланетною (або місячною) місією, а в ході очікування міжзоряного об’єкта – відстежувати з їх допомогою космічну погоду або проводити інші Геліофізичні вимірювання.

Залишити коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *