6 грудня в 9:31 за московським часом НАСА вперше здійснило операцію з розгортання «наносупутники» (розміром з буханець хліба) автономним мікросупутником, що знаходяться в космосі. NanoSail-D був випущений «Швидким доступним науково-технічним супутником» (Fast, Affordable, Science and Technology Satellite – FASTSAT).

«Наносупутники», відомі також як «кубічні супутники» (cubesats), зазвичай запускаються і виводяться на орбіту за допомогою механізму, відомого як Poly-PicoSatellite Orbital Deployer (P-POD). Він встановлюється прямо на ракеті-носії. Це перший випадок, коли НАСА розмістило P-POD на мікросупутники.

FASTSAT відправився в космос 19 листопада. Головна мета заходу полягала в демонстрації здатності розгортати корисні вантажі безпосередньо за допомогою мікросупутника.

NanoSail-D теж отримав шанс дещо показати. Як тільки він опинився в стані вільного польоту, у нього включився таймер. Після закінчення трьох діб за якихось п'ять секунд відбудеться розгортання полімерного вітрила, що тонші людської волосини. Площа вітрила – бл. 9 кв. м. У залежності від атмосферних умов супутник пробуде на низькій орбіті від 70 до 120 днів, а потім призведе приклад того, як можна відводити невеликі об'єкти (супутники, космічне сміття) з орбіти без допомоги двигунів і дорогого палива.

NanoSail-D розроблений і побудований інженерами Центру космічних польотів НАСА ім. Маршалла за технічної та апаратної підтримки Дослідницького центру НАСА ім. Еймса.

Разом з американським наносупутників на передовій науки перебуває японський апарат IKAROS, запущений у травні с. р. Він теж забезпечений сонячним вітрилом, але його місія набагато серйозніше – зонд зайнятий подорожжю до дальній стороні Сонця, яка триватиме три роки.

IKAROS став першим апаратом, успішно продемонстрував технологію розгортання і використання сонячного вітрила. Його найбільш раннім попередником був американський зонд Mariner 10, використав свої сонячні антени в ролі імпровізованого вітрила ще в 1974 році. У 1993 році російська ракета «Прогрес-М-15» розгорнула дзеркало «Прапор-2». Воно протягом декількох годин відкидало на поверхню Землі світле пляма завширшки п'ять кілометрів, поки не згоріло в атмосфері. У 2004 році Японське агентство аерокосмічних досліджень вперше розвернуло вже справжній сонячне вітрило, але цей експеримент тривав всього 400 секунд.

Активно працює над технологією та недержавна організація Planetary Society. Перша спроба запустити апарат із сонячним вітрилом під назвою «Космос-1» в 2005 році закінчилася невдачею: ракета не впоралася з поставленим завданням. Зараз ентузіасти длубаються над другим супутником – Lightsail-1.

Що стосується власне Nanosail-D, слід заметить, що це теж друга модель. Перша вирушила в космос у серпні 2008 року на борту ракети Falcon-1, яка благополучно згоріла, так і не потрапивши на орбіту.

Концепція сонячного вітрила сходить до XVI ст. Знаменитий астроном Йоганн Кеплер звернув увагу на те, що хвіст комет завжди спрямований у протилежний бік від Сонця, і припустив існування чогось на кшталт сонячного вітру. Сьогодні наука знає, що не мають маси фотони в той же час мають кількістю руху. Так що, по суті, сонячне вітрило – це не більше ніж аркуш металу або пластику, покритого металом з високою відбивною здатністю.

Сонячне вітрило може повести людство дуже далеко. Для розгону досить помістити ультралегкий апарат максимально близько до Сонця – десь в районі орбіти Меркурія. Це дозволить йому за 10-15 років подолати 200 астрономічних одиниць. Звичайно, це не найбільш вражаюча швидкість – до найближчої зірки таким макаром зонду доведеться летіти сім тисяч років. Але вже зараз є ідея виготовити вітрило з 50-нанометрового берилієвого листа, і тоді час подорожі скоротиться до двох тисяч років. Зробіть вітрило ще більш легким (скажімо, з метаматеріалів або за допомогою перфорації), – і швидкість зросте. Вуглецеві трубки і графен вселяють надію на те, що летіти до Альфи Центравра доведеться якусь тисячу років.

Але як би там не було, всі сонячні вітрила матимуть один істотний недолік: розігнавшись, в міру віддалення від Сонця вони будуть неминуче знижувати швидкість. Але що якщо людство навчиться створювати штучний сонячний вітер за допомогою лазера і корпускулярно-променевої технології? Концентрований пучок фотонів, спрямований в потрібну сторону, – і апарат зможе долетіти в межах людського життя. Для цього знадобляться а) дуже-дуже великий лазер, б) дуже-дуже велике вітрило, в) дуже-дуже багато грошей і г) ще пара-трійка сотень років науково-технічного прогресу.

За матеріалами: НАСА і Discovery News.

Tweet