Дмитрий Мамонтов
«Популярная механика» №2, 2006
- Фантастика
- Российский вариант
- Межзвездные паруса
- Сделаем это еще раз
Межзвездные паруса
Зачем нужны солнечные паруса? Ведь их тяга очень мала (давление солнечного света на уровне земной орбиты на идеально отражающее зеркало площадью 1000 квадратных метров составляет всего 10 мН, или 1 грамм-силы) и несравнима с мощными реактивными двигателями. Впрочем, двигатели на химическом горючем могут работать сотни секунд, плазменные двигатели — тысячи часов, и те и другие ограничены запасом рабочего тела. А вот паруса могут давать тягу, пока их поверхность освещена Солнцем (по прогнозам астрономов, это будет продолжаться еще около 5 миллиардов лет), и при этом не расходуется ни энергия, ни рабочее тело. Поэтому перед солнечными парусами открываются блестящие перспективы.
К сожалению, по разным причинам полет солнечного парусника с экипажем на борту — дело пока отдаленного будущего. Но автоматические станции, оснащенные таким двигателем, — реальность ближайшего времени. Парусные аппараты сейчас вполне серьезно рассматриваются как зонды для полета к внутренним планетам Солнечной системы, к Плутону, к некоторым астероидам и кометам. Для продвижения ближе к границам Солнечной системы, где интенсивность солнечного света существенно снижается, уже появляются фантастические проекты орбитальных лазеров, «подталкивающих» парус.
На сегодняшний день космический аппарат с солнечным парусом способен решать не только научные задачи. Одним из его реальных прикладных применений может стать проект НПО им. Лавочкина и ИКИ РАН — «Солнечная погода». Речь идет о 30-килограммовой обсерватории для наблюдения за Солнцем и предсказания магнитных бурь, размещаемой на расстоянии, например, 3 млн км на линии Земля—Солнце. Это в два раза ближе к Солнцу, чем точка либрации (то есть гравитационного равновесия), в которой висит европейско-американская солнечная обсерватория SOHO. Используя парус площадью в 1000 квадратных метров, «Солнечная погода» будет компенсировать увеличение притяжения Солнца, это даст возможность предупреждать о магнитной буре за большее время, чем сейчас.
Смена галсаГравитационный маневр с помощью солнечного паруса (© The Planetary Society, изображение с сайта www.planetarysociety.org)Механика солнечного парусника несколько отличается от парусника морского. Идущее по воде парусное судно может умело использовать силу ветра (переставляя парус), а также силу реакции опоры (оперируя рулем), и таким образом маневрировать даже против ветра. Космический парусник лишен опоры, зато в его распоряжении давление света, гравитация и отсутствие сил сопротивления. Казалось бы, солнечный парусник не способен разгоняться «против света», но, используя парус для коррекции орбиты при гравитационном маневре вокруг Солнца, такой аппарат способен значительно увеличить свою скорость. Сначала аппарат «притормаживает» парусом, переходя на более низкую орбиту, а в перигелии (ближайшая точка орбиты от Солнца) «перекладывает» парус, начиная разгоняться.
