Техника и вооружение 2006 11

Продолжение следует

Владимир Щербаков

Окончание. Начало см. в ТиВ № 3–8/2006 г.

В одной из предыдущих частей мы уже рассказывали о том, как российские моряки-подводники внесли свой, можно сказать без ложной скромности, уникальный вклад в дело освоения космического пространства. На сей раз речь вновь пойдет о запусках космических аппаратов с помощью некогда смертоносных баллистических ракет, переоборудованных в ракеты-носители, в частности, об уникальном проекте — международной программе «Солнечный парус».

Название программы «Солнечный парус» было навеяно мыслями известною среди профессионалов и просто любителей космоса человека — Карла Сатана (особенно прославившегося книгой «Космос» и одноименным научно-популярным сериалом на американском телевидении), который как-то сказал: «Мы слишком долго засиделись на вере/у космического океана. И теперь мы, наконец, готовы расправить парус и устремиться к звездам». Отсюда и «Солнечный парус», наполняемый так называемым «солнечным ветром».

«Солнечный парус» — результат совместной работы ученых США и России, которым носильную помощь также оказали специалисты и из других стран мира. Общее руководство этой негосударственной программой осуществляет доктор Луис Фридман, исполнительный директор Планетарного сообщества Пасадены (Pasadena Planetary Society) и наиболее «продвинутый» специалист в области исследования и использования энергии солнечного света (далее мы будем употреблять термин «солнечный ветер», хотя, если вдаваться в глубокую теорию, то:>то не совсем правильно, однако мы пойдем на такое «нарушение истины» для более удобного восприятия информации читателями). Официально старт проекту был дан 15 сентября 2000 г., хотя работы начались немного раньше.

Интересно, что в конце 1970-х гг. доктор Фридман занимал в НАСА пост руководителя программы по исследованию «солнечного ветра», над которой работал коллектив сотрудников Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory, или JPL). Причем бюджет этой программы составлял около 4 млн. долл. — немало даже по нынешним меркам, а уж тогда это была просто баснословная сумма. Фридман также является автором достаточно известной книги «Путешествие к звездам: солнечные паруса и межзвездные полеты». «Что же это за ветер?» — спросите вы.

Все очень просто. Солнечный свет- это не просто какая-то эфемерная и бесформенная субстанция. Как оказалось, к нему применимо такое понятие, как давление. Солнечный свет, если говорить упрощенно, состоит из фотонов — «сгустков энергии», которые могут ее отдавать другому объекту. Так вот, когда луч света падает на зеркальнопдобную поверхность, то он отражается и как раз в этот момент фотоны и отдают свою энергию, попросту «давя» на это импровизированное «зеркало». Процесс чемто похож на удар мяча по стенке: мяч отскакивает, но и стенка получает толчок, однако стена стоит прочно, а «солнечный парус» находится в космическом вакууме, поэтому «парус» начинает двигаться вперед (т. е. по направлению солнечного луча). Давление солнечных лучей весьма невелико, однако при постоянном их воздействии на какой- либо объект, имеющий достаточно большую площадь, ему (то есть объекту) теоретически можно придать весьма неплохую скорость. Хотя, конечно, ускорение у такого аппарата будет существенно меньше, чем у космических аппаратов и станций, разгоняемых традиционными ракетными двигателями. По оценкам специалистов, «солнечный парус» сможет развивать ускорение не более 1 мм/с 2 (например, американские станции, доставившие не так давно на Красную планету марсоходы, получили от ракеты-носителя Delta II ускорение 59 м/с 2 , т. е. в 59 тыс. раз больше) Тем не менее, у «солнечного ветра» есть одно очень важное преимущество- непрерывное воздействие. Поэтому, имея даже ускорение в 1 мм/с 2 , через 12 суток аппарат разгонится примерно до 3700 км/ч. А руководитель проекта Луис Фридман даже заявил как-то, что теоретически такой космический «парусник» может развить скорость, в 10 раз большую, чем у «Вояджера-1» или «Вояджера-2». У последних же она определена примерно в 60 тыс. км/ч (!).

Подготовка космического аппарата с «солнечным парусом».

Для получения необходимой площади надо соорудить зонтообразную конструкцию, которая и будет работать как обычный парус, установленный на кораблях и судах. Отражаясь от такого «солнечного паруса», солнечные лучи будут передавать ему свою энергию, т е., проще говоря, толкать парус, а заодно и соединенный с ним космический аппарат, вперед. Причем воздействие солнечной энергии будет постоянным, хотя и постепенно уменьшающимся в процессе удаления космического аппарата от самого Солнца (в последнем случае, впрочем, ученые уже предлагают организовывать такое воздействие искусственно, направляя на «парус» сфокусированный пучок лазера). Чем больше площадь «паруса», тем эффективнее будет использоваться «солнечный ветер». Например, у аппарата «Космос-1», который пытались вывести в космос в 2005 г (об этом ниже), имелось восемь лепестков длиной 15 м (49 футов) каждый, который в совокупности образовывали круглой формы «парус» площадью 600 м (6500 квадратных футов)! Заметим, что это почти в полтора раза больше площади стандартной баскетбольной площадки. Но это еще что, когда в 1970-е гг. НАСА прорабатывало возможность отправки такого «солнечного паруса» на встречу с кометой Галлея, его площадь была определена в 600 тыс. м (6.5 млн. квадратных футов)!

Изменяя же ориентацию рабочей плоскости «паруса» относительно Солнца, можно изменять и траекторию движения э того космического аппарата, т. е. управление парусом «солнечным» происходит практически аналогично тому, как происходит управление парусом морским. После же того, как аппарат наберет определенную скорость, его можно вообще развернул, так, чтобы он двигался по направлению к Солнцу, тогда фотоны будут замедлять его полет до тех пор, пока он не войдет в зону тяготения какой-либо планеты (например, так теоретически можно вернуть «солнечный парус» обратно па Землю).

Вообще, надо сказать, среди специалистов, занятых решением проблемы дальних космических полетов, способ межзвездных путешествий с использованием «солнечного паруса» занимает даже одно из первых мест в общем списке (правда, только в теории). Но все же многие согласны с тем, что в случае практической реализации такой способ имеет массу преимуществ перед использованием традиционных ракетных двигателей. Скорости современных ракет с химическим топливом ограничены, но двигатель на «солнечных парусах» может в теории решить эту проблему Кроме того, с таким двигателем нет необходимости брать в полет многотонные запасы горючего.