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.

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.

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.

Відкрийте більше з Третє Око. Головні новини України та світу

Підпишіться зараз, щоб продовжити читання та отримати доступ до повного архіву.

Продовжити читання

Прокрутка до верху