NASA начинает тестирование революционной технологии путешествий в далекий космос

В Центре космических полетов им. Маршалла (Хантсвилл, штат Алабама) NASA начало тестирование революционной двигательной установки, которая могла бы отправить космический аппарат к гелиопаузе, самому краю Солнечной системы, с беспрецедентной скоростью.

Результаты тестирования представят данные для моделирования аппарата HERTS (Heliopause Electrostatic Rapid Transit System). Предлагаемый системой HERTS Е-парус (E-Sail) – двигательная система, требующая наименьшего количества топлива. Он сможет использовать солнечный ветер для путешествия в межзвездном пространстве.

«Солнце высвобождает протоны и электроны солнечного ветра на высоких скоростях от 400 до 750 километров в секунду. Е-парус будет использовать протоны для приведения в движение космического аппарата», – сказал Брюс Вигманн, главный исследователь.

Е-парус будет представлять собой комплекс из 10-20 электрически заряженных оголенных алюминиевых проводов, расходящихся от центра к краям аппарата, которые будут электростатически отталкиваться от быстро движущихся протонов солнечного ветра. Обмен импульсами планируется осуществить за счет столкновения протонов с положительно заряженным проводом. Каждый провод будет толщиной 1 миллиметр и длиной почти 20 километров. Таким образом площадь Е-паруса составит 219 футбольных полей. За счет медленного вращения корабля со скоростью один оборот в час центробежные силы будут удерживать провода в нужном положении.

В ходе тестирования концепции в контролируемой плазменной камере команда ученых использует нержавеющую стальную проволоку в качестве аналога облегченного алюминиевого провода. Хотя сталь плотнее, чем алюминий, ее противодействие коррозии позволит провести больше испытаний без ухудшения качества, что соответствует поведению алюминия в космосе. Инженеры измеряют отклонения протонов от заряженного провода внутри камеры для совершенствования концептуальной модели. Информация будет использоваться для развития технических характеристик электронной пушки, которая будет выгонять избыток электронов с целью поддержания положительного напряжения проволоки Е-паруса, что имеет решающее значение для его функционирования в качестве двигательной системы.

В контролируемой плазменной камере команда использует нержавеющую стальную проволоку в качестве аналога облегченного алюминиевого провода. Credits: NASA/MSFC/Emmett Given

Концепция опирается на электрический парус, изобретенный доктором Пеккой Януненом из Финского метеорологического института. Даже если результаты тестирования получатся многообещающими, впереди будет много работы по проектированию и конструированию нового типа двигательной установки. Самый ранний прогноз возможного использования аппарата составляет не менее десяти лет.

Чтобы отправить научный зонд в глубокий космос, парус должен иметь большую эффективную площадь. Космические путешествия, как правило, измеряются в астрономических единицах (расстояние от Земли до Солнца). Через 1 АЕ с начала путешествия Е-Парус эффективная площадь составит 600 квадратных километров, что немного меньше Чикаго. На расстоянии 5 АЕ эффективная площадь увеличится до 1200 квадратных километров, что сопоставимо с территорией Лос-Анджелеса. Увеличение площади приведет к тому, что продолжительность разгона значительно превысит возможности аналогичных двигательных технологий. По мнению Брюса Вигманна разгон продолжится до 16-20 АЕ, а это по крайней мере в 3 раза выше потенциала солнечного паруса.

В 2012 году «Voyager-1» стал первым космическим аппаратом, который пересек гелиопаузу и достиг межзвездного пространства. Его путь занял почти 35 лет, за это время корабль отдалился от Земли на 121 АЕ. Планируется, что HERTS сократит это время втрое.