Инженеры рассчитали, за сколько лет зонд с солнечным парусом долетит до Меркурия
Группа британских и американских ученых разработала концепцию экспедиции по исследованию первой планеты от Солнца — Меркурия. Они предложили отправить к нему космический аппарат, который сможет использовать солнечный парус в качестве основного двигателя после выхода на околоземную орбиту. По расчетам инженеров, с помощью такого устройства зонд долетит до планеты менее чем за четыре года и будет изучать ее на протяжении 176 дней.
Технология солнечного паруса использует тонкое давление фотонов, излучаемых Солнцем, для приведения космического аппарата в движение и перемещения в межзвездном пространстве. В отличие от обычных ракет, которым нужно большое количество топлива, солнечные паруса обеспечивают легкую, но непрерывную тягу, что позволяет аппаратам развивать высокую скорость. Поэтому сегодня эта технология рассматривается для исследования различных спутников Солнечной системы, например, Европы и Энцелада.
Теперь с помощью технологии солнечного паруса команда британских и американских ученых предлагает изучить Меркурий — ближайшую к Солнцу планету, расстояние до которой от Земли колеблется от 82 до 217 миллионов километров. Одной из главных задач экспедиции, которая получила название Mercury Scout, станет составление карты поверхности Меркурия на основе изображений с разрешением до 1 м, а также выявление отложений льда в постоянно затененных кратерах.
Исследователи предложили оснастить космический аппарат именно солнечным парусом, отметив его технические и финансовые преимущества, снижающие общие затраты и сокращающие время полета до Меркурия. По их расчетам, для движения Mercury Scout потребуется парус площадью примерно 2500 квадратных метров и толщиной 2,5 микрона. Его предлагается изготовить из каптона — материала из полиимида, на который будет нанесено покрытие из алюминия. Такое же сочетание использовалось в теплозащитном экране космического телескопа «Джеймс Уэбб».
Что же касается конструкции паруса, то он будет состоять из четырех частей, разворачивающихся вдоль опор из углеродного волокна. С его помощью зонд сможет долететь до Меркурия за 3,8 года. Предполагается, что после выхода на орбиту вокруг планеты он будет исследовать ее на протяжении 176 дней. «Чтобы картографировать всю планету, необходимо поддерживать орбиту [аппарата], регулируя угол наклона паруса. Точно так же капитан парусного судна может плыть против ветра, регулируя угол и положение паруса, чтобы создавать тягу в требуемом направлении», — говорится в статье.
Впрочем, работоспособность солнечного паруса ограничена деградацией материала, из которого он изготовлен — ожидаемый срок службы составляет порядка 10 лет. Поэтому в настоящее время специалисты пытаются выяснить, можно ли продлить время работоспособности паруса.
Ранее NASA провело успешное развертывание экспериментального паруса, изготовленного из полимерного материала, покрытого алюминием. Проект вышел на уровень «технологической готовности», но для чего будет применяться парус, пока неизвестно. Не исключено, что им оснастят зонды, направленные для изучения северного и южного полюсов Солнца.
