1. 6 декабря в 9:31 по московскому времени НАСА
впервые осуществило операцию по развёртыванию «наноспутника» (размером с
буханку хлеба!) автономным микроаппаратом, находящимся в космосе.
NanoSail-D был выпущен на волю «Быстрым, доступным научно-техническим
спутником» (Fast, Affordable, Science and Technology Satellite — Fastsat.
«Наноспутники», они же «кубические спутники» (cubesats), обычно
запускаются и выводятся на орбиту посредством механизма, известного как
Poly-PicoSatellite Orbital Deployer (P-POD). Он устанавливается прямо на ракете-носителе. Это первый случай, когда НАСА разместило P-POD на микроспутнике.
FASTSAT отправился в космос 19 ноября. Главная цель мероприятия
заключалась в демонстрации способности развёртывать полезные грузы
непосредственно с помощью микроспутника.
NanoSail-D тоже получил шанс кое-что показать. Как только он оказался
в состоянии свободного полёта, у него включился таймер. По истечении
трёх суток за каких-то пять секунд произойдёт развёртывание полимерного
паруса, что тоньше человеческого волоса. Площадь паруса — ок. 9 кв. м. В
зависимости от атмосферных условий спутник пробудет на низкой орбите от
70 до 120 дней, а затем покажет в деле, как можно отводить небольшие
объекты (спутники, космический мусор) с орбиты без участия двигателей,
жгущих дорогостоящее топливо.
NanoSail-D разработан и построен инженерами Центра космических
полётов НАСА им. Маршалла при технической и аппаратной поддержке
Исследовательского центра НАСА им. Эймса.
2. Вместе с американским наноспутником на передовой
науки находится японский аппарат IKAROS, запущенный в мае с. г. Он тоже
снабжён солнечным парусом, но его миссия намного серьёзнее: зонд занят
путешествием к дальней стороне Солнца, которое продлится три года.
IKAROS стал первым аппаратом, успешно продемонстрировавшим технологию
развёртывания и использования солнечного паруса. Его предшественником
был американский зонд Mariner 10, использовавший свои солнечные антенны в
роли импровизированного паруса ещё в 1974 году. В 1993 году российская
ракета «Прогресс-М-15» развернула зеркало «Знамя-2», которое в течение
нескольких часов отбрасывало на Землю светлое пятно шириной в пять
километров, пока не сгорело в атмосфере. В 2004 году Японское агентство
аэрокосмических исследований впервые развернуло уже настоящий солнечный
парус, но эксперимент продолжался всего 400 секунд.
Активно работает над технологией и негосударственная организация Planetary Society.
Первая попытка запустить аппарат с солнечным парусом под названием
«Космос-1» в 2005 году окончилась неудачей: ракета не справилась с
поставленной задачей. Сейчас энтузиасты корпят над вторым спутником —
Lightsail-1.
Что касается собственно Nanosail-D, то это тоже вторая модель. Первая
отправилась в космос в августе 2008 года на борту ракеты Falcon-1,
которая благополучно сгорела, так и не попав на орбиту.
3. Концепция солнечного паруса восходит к XVI веку.
Знаменитый астроном Иоганн Кеплер, обратив внимание на то, что хвост
комет всегда направлен в обратную сторону от Солнца, предположил
существование чего-то наподобие солнечного ветра. Сегодня наука знает,
что не имеющие массы фотоны в то же время обладают количеством движения.
Так что, по сути, солнечный парус — это не более чем лист металла или
пластика, покрытого металлом с высокой отражающей способностью.
Солнечный парус может увести человечество очень далеко. Для разгона
достаточно поместить ультралёгкий аппарат максимально близко к Солнцу —
где-то в районе орбиты Меркурия. Это позволит ему за 10–15 лет
преодолеть 200 астрономических единиц. Конечно, это не самая
впечатляющая скорость — ведь до ближайшей звезды зонду придётся лететь
семь тысяч лет. Но уже сейчас подумывают о том, чтобы изготовить парус
из 50-нанометрового бериллиевого листа, и тогда время путешествия
сократится до двух тысячелетий. Сделайте парус ещё более лёгким (скажем,
из метаматериалов или с помощью перфорации) — и скорость возрастёт.
Углеродные трубки и графен, быть может, сократят наше неминуемое
путешествие на Альфу Центавра до какой-нибудь тысячи лет...
Как бы то ни было, все солнечные паруса будут иметь один существенный
недостаток: разогнавшись, по мере удаления от Солнца они будут
неизбежно снижать скорость. Но что если человечество научится создавать
искусственный солнечный ветер с помощью лазера и корпускулярно-лучевой
технологии? Концентрированный пучок фотонов, направленный в нужную
сторону, — и аппарат сможет долететь до соседней звезды в пределах
человеческой жизни. Для этого понадобятся а) очень-очень большой лазер,
б) очень-очень большой парус, в) очень-очень много денег и г) ещё
пара-тройка сотен лет научно-технического прогресса.