NASA збирається випробувати 40-кілометрове електричне вітрило

Величезний електричний парус дозволить космічним апаратам прискорюватися до величезних швидкостей. Розрахунки показують, що оснащений ним зонд зможе розвинути велику швидкість і досягти межі Сонячної системи за якісь там 10 років.

Концепції сонячного вітрила вже не один десяток років, проте технічні труднощі так і не дозволили налагодити їх широке використання на космічних апаратах. Лише нещодавно технологія продемонструвала ряд успіхів – після вдало пройдених випробувань японського зонда Ikaros і американського LightSail, що використовують вітрило, «роздувається» тиском сонячного вітру. Однак 40-кілометровий електричний парус E-Sail, про який йде мова, не зовсім схожий на них.

Справді, сонячні вітрила хороші лише в певній близькості від самого Сонця. Вже на відстані близько 5 а.о. (Уп’ятеро більше середньої дистанції між Сонцем і Землею) тиск частинок, що викидаються зіркою, виявляється занадто слабким. Тому тягу для E-Sail буде створювати трохи інший механізм, запропонований фінським фізиком Пеккою Януненом (Pekka Janhunen).

Таке вітрило являє собою масив з 10-20 найтонших і найміцніших алюмінієвих ниток діаметром не більше 1 мм і довжиною до 20 км. Розкрутившись в польоті, зонд розкриє їх і подасть на кожен трос позитивний заряд. Як не дивно, але тягу будуть створювати саме ці троси, електростатично відштовхуючи потік фотонів і протонів, які викидаються Сонцем. Так що навіть у далеких межах Сонячної системи, де фотони недостатньо енергійні і численні, більш важкі протони підтримають прискорення апарату. Розміщена на ньому електронна гармата дозволить позбавлятися від зайвих електронів і купувати додатковий імпульс.

«Збільшена площа і постійний струм частинок дозволить E-Sail підтримувати прискорення аж до відстані 16-20 а.о. – Принаймні, втричі далі, ніж дозволено звичайному сонячному вітрилу, – і розвивати велику швидкість», – каже інженер NASA Брюс Вігман (Bruce Wiegmann).

Крім робіт з розробки електропаруса E-Sail Вігман очолює і проект HERTS, в рамках якого в політ може відправитися зонд, озброєний таким двигуном.

https://youtu.be/ntMDcWD7-jQ

Розрахунки показують, що HERTS зможе розвинути досить високу швидкість і за якісь 10 років досягти геліопаузи – області, яку можна вважати умовною межею Сонячної системи. Тут тиск сонячного вітру слабшає, поступаючись натиску частинок, що прилітають з далекого космосу. Як легко зрозуміти, для подорожей в більш далекі краї електричний парус абсолютно не пристосований.