— На чем основана работа солнечного паруса?
— В конце XIX века Джеймс Максвелл открыл уравнения, которые описывают поведение электромагнитных полей, и оказалось, что электромагнитные волны могут передавать некоторый импульс. В начале XX века российский физик Петр Лебедев экспериментально подтвердил, что свет — по природе электромагнитная волна — действительно оказывает давление на поверхности. На этом эффекте как раз и основана идея солнечных парусов, они же световые: в космос запускают аппарат с установленными зеркалами, падающий солнечный свет или свет от лазера с Земли оказывает на них давление и «подталкивает» весь аппарат.
— Эта идея развилась до какого-то реального применения?
— У нас в России эта тема никогда не была в мэйнстриме, а вот на Западе, и особенно в США, ей активно занимались. Например, где-то в середине 60-х американец Роберт Макнил предложил снарядить аппарат под солнечным парусом для изучения кометы Галлея. NASA всесторонне изучило этот проект, хорошо его проработало, но в итоге аппарат в космос не запустило. Дальше этой темой довольно активно занимался ученый по имени Роберт Форвард: он впервые и предложил концепцию разгона паруса с помощью лазера, которую сейчас анонсируют Мильнер и Хокинг в проекте Breakthrough Starshot.
— Аппараты на солнечном парусе уже бывали в космосе?
— Да, конечно. В 1993 году недалеко от станции «Мир» с корабля «Прогресс» развернули большой светоотражающий диск примерно 10 метров в диаметре. Он создавал яркое пятно шириной в несколько километров, которое проходило по территории Европы из Южной Франции в западную часть России. Эксперимент — он назывался «Знамя-2» — был удачным, некоторые наблюдатели на Земле даже увидели этот свет, но в 1997 году проект был свернут после провала следующего опыта под названием «Знамя-2.5» (при раскрытии зеркало зацепилось за антенну «Прогресса» — прим «Чердака»).
Первый солнечный парус на западе был раскрыт в 2010 году — это был космический аппарат Nanosail-D2. Этот парус был очень большим, поэтому его не смогли запустить высоко. В итоге парус сгорел в остаточных слоях атмосферы, но перед этим он успел раскрыться, что даже сняли телескопы с Земли. А уже в прошлом году Planetary Society (неправительственная организация, которая занимается проектами по исследованию космоса — прим «Чердака») запустило новый аппарат LightSail-1, с камерами прямо на борту, благодаря которым мы все наконец в деталях увидели, как солнечный парус раскрывается в космосе.
— Какой аппарат на солнечном парусе удалился дальше всего от Земли или космических станций?
— Это IKAROS, японский аппарат с солнечным парусом габаритами примерно 14 на 14 метров, который сейчас летает где-то между Землей и Венерой. Правда, IKAROS вышел на эту траекторию не сам — его просто отделили с борта другого аппарата, и уже в открытом космосе он раскрылся.
Потом за ним продолжали наблюдать с Земли и показали, что за шесть лет у IKAROS появилась небольшая прибавка к скорости, которую можно объяснить только силой светового давления.
Разница составляет несколько десятков метров в секунду, но это не так мало, учитывая, что масса аппарата около 300 килограммов. Просто изначально его цель была совершенно другая: в космос хотели отправить только некий балансировочный груз, но потом кто-то в Японии прознал, что на Венеру будет запущена болванка в 300 килограммов, и решил на базе этой программы еще проверить раскрытие паруса, чтобы два раза не летать.
— Получается, все аппараты на солнечных парусах сейчас привязаны к Земле, орбитальным станциям или другим экспедициям и самостоятельно летать между планетами или тем более звездами пока не могут?
— Это так — пока в космосе отрабатывали другие технические детали. Надо понимать, что даже процедура раскрытия паруса сама по себе очень сложна: как поведет себя материал в невесомости, как его расправить, чтобы не было складочек, — это все требует дополнительных исследований, которые планируются уже на LightSail2.
— Насколько я знаю, вы тоже участвуете в подобном проекте?
— Да, он называется Парус-МГТУ, мы начали его делать еще будучи студентами в Бауманке и занимались аппаратом как хобби, а потом решили заявиться через «Роскосмос» настоящим большим космическим проектом. С тех пор мы получаем финансирование и планируем эксперимент по раскрытию паруса во время выхода в открытый космос на МКС.
Далее на Чердаке.
Комментарии:
Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв