Екип от учени симулира пътувания до Марс и междузвездното пространство, използвайки слънчево платно, направено от аерографит, с впечатляващи резултати.
Екип от учени е изследвал потенциала на аерографита като материал за слънчеви платна, които в крайна сметка биха могли да пътуват до Марс и отвъд него, разкрива доклад на Universe Today.
Слънчевите платна са демонстрирани за първи път в космоса от мисията LightSail 2 на Planetary Society, която издигна орбитата на малък CubeSat с 1,9 мили (3,2 km), използвайки само задвижващата сила на фотони или светлинни лъчи от Слънцето.
Сега ново проучване, публикувано в списанието Acta Astronautica, описва как екип от учени симулира пътувания до Марс и до междузвездното пространство, използвайки аерографитни слънчеви платна.
Междупланетни и междузвездни мисии със слънчеви платна
За своето изследване изследователите симулират скоростта на слънчеви платна, направени с помощта на аерографит.
Те правят симулация на космически кораб със слънчеви платна с маса до 2,2 фунта (1 килограм), включително 25 унции (720 грама) аерографит, и с площ на напречното сечение от 1119 квадратни фута (104 квадратни метра).
Те измерват скоростта, с която слънчевите платна могат да достигнат Марс и междузвездната среда, която също е известна като хелиопауза – точката, в която влиянието на слънчевия вятър вече не се усеща. Симулациите включват две различни траектории от Земята, известни като методи за директен изходящ и вътрешен трансфер, за всяко от тези пътувания.
Методът за директен изходящ трансфер за пътуването до Марс и хелиопаузата включва разгръщането и излитането на слънчевото платно от полярна орбита около Земята.
За метода на вътрешно прехвърляне, космическият кораб със слънчево платно ще бъде пренесен от традиционна ракета до място, приблизително на 0,6 астрономически единици (AU) от Слънцето. След това слънчевото платно ще се разгърне и ще започне своето самостоятелно пътуване до Марс или хелиопаузата.
Изследователите откриват, че методът за директен изходящ трансфер позволява на космически кораб със слънчеви платна да достигне Марс за 26 дни. Космически кораб, използващ метода на вътрешно прехвърляне, ще достигне червената планета за 126 дни, въпреки че 103 от тези дни е времето, което ще отнеме на конвенционалната ракета да достигне до мястото на разполагане.
За пътуването до хелиопаузата методът на входящ трансфер отнема 5,3 години, докато методът на изходящ трансфер отнема 4,2 години.
Методът на изходящ трансфер изисква 103 дни пътуване преди разгръщането, но достига хелиосферата по-бързо поради факта, че слънчевото платно достига максималната си скорост за 300 дни. Използвайки метода на изходящ трансфер, ще са необходими две години, за да достигне максималната си скорост.
Плаване на слънчева светлина
NASA
Голяма част от причината слънчевите платна в симулациите на учените да могат да стигнат до тези отдалечени места с такава висока скорост се свежда до материала, от който са направени – аерографит.
В интервю за Universe Today водещият автор на изследването Джулиус Карлап, научен сътрудник в Дрезденския технологичен университет, казва: „С ниската си плътност от 0,18 килограма на кубичен метър, аерографитът подкопава всички конвенционални материали за слънчеви платна.“
Разбира се, въпреки невероятните си скорости, слънчевите платна биха могли да носят само много малки полезни товари до Марс или дълбокия космос – мисията Breakthrough Starshot, например, се надява един ден да изпрати много лека камера до най-близката ни звездна система, Алфа Кентавър в рамките на 20 години.
„Задвижването със слънчеви платна има потенциал за бързо доставяне на малки полезни товари (под килограм) в цялата слънчева система“, казва д-р Рене Хелър, астрофизик от Института Макс Планк за изследване на слънчевата система.
Откакто успешно демонстрира работещо слънчево платно, Планетарното общество си сътрудничи с НАСА и други организации за бъдещи мисии с леки платна. НАСА очаква да стартира своята мисия Solar Cruiser, която ще изучава Слънцето с помощта на космически кораб със слънчеви платна, през февруари 2025 г.
Източник: InterestingEngineering
