|
Новые двигательные установки обеспечат полет к Седне
|
|
|
|
На окраинах нашей Солнечной системы, далеко за орбитой Плутона, находится Седна, один из самых загадочных объектов, когда-либо обнаруженных. Эта красноватая карликовая планета движется по такой экстремальной орбите, что для совершения одного оборота вокруг Солнца требуется более 11 000 лет. Теперь ученые предлагают новую миссию по достижению этого отдаленного мира с использованием революционной двигательной технологии.
|
|
|
|
Однако Седна представляет собой нечто гораздо большее, чем просто еще одну отдаленную скалу. Это объект нового орбитального класса, седноиды, и его экстремальная орбита позволяет предположить, что он может быть первым известным представителем внутреннего облака Оорта. Понимание Седны могло бы раскрыть секреты раннего формирования Солнечной системы и гравитационных влияний, которые ее сформировали.
|
|
|
|
Его поверхность является одной из самых красных среди объектов Солнечной системы, что указывает на сложный химический состав, который может дать ключ к разгадке органических соединений во внешних областях. На нынешнем расстоянии температура никогда не превышает -240°C, что делает его одним из самых холодных мест в нашей Солнечной системе.
|
|
|
|
Ожидается, что этот далекий мир пройдет через перигелий своей орбиты, ближайшую к солнцу точку, в 2075-2076 годах, а затем медленно удалится от солнца. Когда Седна приблизится к нам на расстояние 76,19 а.е. (примерно в 76 раз больше расстояния Земли от Солнца), она все равно будет невероятно далекой, почти в три раза дальше, чем Нептун. После этого краткого мгновения Седна снова начнет свое долгое путешествие обратно во тьму, не приближаясь к ней в течение сотен лет.
|
|
|
|
|
|
|
В новом технико-экономическом обосновании, размещенном на сервере препринтов arXiv, рассматриваются два передовых подхода к технологиям, которые могли бы достичь Sedna в рамках этого узкого окна возможностей. Первый включает в себя прямой термоядерный двигатель (direct fusion drive, DFD), концептуальный термоядерный двигатель, предназначенный для выработки как тяги, так и электроэнергии. Исследователи предполагают, что для DFD будет использоваться система мощностью 1,6 МВт с постоянной тягой и удельным импульсом, что представляет собой огромный шаг вперед по сравнению с современными двигательными технологиями.
|
|
|
|
Второй подход предполагает оригинальную вариацию технологии солнечного плавания. Вместо того, чтобы полностью полагаться на давление солнечной радиации, в этой концепции используется термическая десорбция. Это процесс, при котором молекулы или атомы, прилипшие к поверхности, высвобождаются, когда эта поверхность нагревается, и именно этот процесс приводит в движение двигатель. Этому будет способствовать гравитационный маневр вокруг Юпитера, использующий огромное гравитационное поле планеты в качестве гравитационной рогатки.
|
|
|
|
Анализ показывает удивительные результаты, касающиеся этих двух совершенно разных технологий. Результаты исследования, автором которого была команда под руководством Елены Анкона из Политехнического института Бари в Италии, показывают, что DFD может достичь Седны примерно через 10 лет, при 1,5-летнем усилии. С другой стороны, солнечные паруса, управляемые гравитацией Юпитера, могли бы завершить путешествие за семь лет. Превосходное время полета солнечного паруса обусловлено его способностью непрерывно ускоряться без использования тяжелого топлива, в то время как термоядерный двигатель обеспечивает выход на орбиту, а не просто облет.
|
|
|
|
Такая разница в скоростях подчеркивает фундаментальные преимущества при исследовании дальнего космоса. Из-за различных характеристик DFD позволит выйти на орбиту, в то время как для солнечного паруса предусмотрен только облет. Орбитальный полет позволил бы провести расширенное изучение Седны, составить карту ее поверхности, проанализировать ее состав и, возможно, обнаружить спутники или другие объекты. Облет, хотя и более быстрый, позволил бы получить лишь краткий снимок.
|
|
|
|
Обе предлагаемые технологии сталкиваются со значительными трудностями в разработке. На данный момент DFD остается в основном концептуальным решением, требующим прорывных решений в области термоядерной локализации и контроля, которые ускользали от нас десятилетиями. Моделирование компании показывает, что эта технология может доставить космический аппарат массой около 1000 кг к Плутону за четыре года, но достижение таких показателей в реальности пока остается неопределенным.
|
|
|
|
Усовершенствованный солнечный парусный спорт с термодесорбцией представляет собой более эволюционный подход, основанный на проверенных принципах солнечного парусного спорта и добавляющий новые возможности. Использование точно рассчитанных гравитационных воздействий и инновационных технологий в области материаловедения сопряжено с определенными трудностями, но в ближайшем будущем может стать более достижимым.
|
|
|
|
Однако время для достижения Седны при ее нынешнем приближении быстро сокращается. Сможет ли человечество справиться с этой задачей, зависит от нашей готовности инвестировать в революционные двигательные технологии и принимать риски, связанные с расширением границ космических путешествий.
|
|
|
|
Источник
|
