Космос

Лазерный луч доставит тонну груза к границе Солнечной системы за 3 года

Фото:

Современные двигательные установки позволяют нам добраться до ближайшей звезды примерно за 19 000 лет. Для того чтобы сократить этот срок до разумных значений, инженеры предлагают другие решения, в частности – запускать беспилотные космические аппараты с помощью лучей энергии, направленной в солнечные паруса. Такой аппарат сможет сравнительно быстро разогнаться до околосветовых скоростей и преодолеть расстояние до границы Солнечной системы за 3 года. А за 15 лет он сможет улететь на 500 а.е. или 75 трлн километров.

Издание Universe Today рассказывает об одном из 14 предложений, которые были выбраны экспертами NASA для участия в программе инновационных проектов NIAC. Каждый из них получил грант в размере $175 000 на дальнейшую разработку идеи. В данном случае, речь идет о силовой установке с лучевым приводом, солнечных парусах и солнечной гравитационной линзе. Разработал идею Артур Давоян из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Солнечная гравитационная линза — это революционная идея использования Солнца в качестве колоссальной линзы для астрономических наблюдений. В ее основе лежит феномен гравитационных линз, предсказанный Общей теорией относительности: массивные объекты меняют кривизну пространства-времени, умножая свет от объектов, находящихся позади них.

В отличие от традиционных космических кораблей и ракет, полеты солнечных парусников, подталкиваемых лазерными лучами, не требуют топлива. Такой движитель допускает, в принципе, достижение околосветовых скоростей. Однако на больших расстояниях пучки излучения ослабевают. Требуются очень мощные лазерные установки, чтобы аппарат достиг ближайшей звезды хотя бы за сто лет. Нечто подобное разрабатывают ученые в рамках проекта Breakthrough Starshot: флот крошечных зондов со световыми парусами, которые смогут долететь до системы Альфы Центавра за 20 лет.

Давоян предлагает внести в эту идею изменение — поток микроскопических частиц, который сможет передвигать аппарат массой около тонны на расстояние 500 астрономических единиц менее чем за 20 лет. Каждая частица приводится в движение лазерной абляцией, а затем уже они сами передают свой импульс кораблю. В отличие от лазерного луча, частицы не так быстро отклоняются и намного легче фотонов, что позволяет разогнать более тяжелый аппарат.

Вдобавок, для ускорения таких частиц требуется меньше энергии. По расчетам ученых, для корабля массой в 1 тонну, который будет двигаться со скоростью 10 а. е. в год (то есть 10 средних расстояний от Земли до Солнца или 1,5 трлн км в год), понадобится лазер мощностью примерно 10 МВт. Что вполне реализуемо уже сегодняшними технологиями.

С помощью такого луча на беспилотном аппарате за три года можно будет улететь на 100 а. е., а если задействовать гравитационную линзу, то за 15 лет — на 500 а. е. (или 75 трлн км), говорится в предложении.

Технология солнечных парусов долгое время оставалась романтической мечтой человечества о кораблях, рассекающих просторы космоса на энергии солнечного ветра. Однако попытки реализации этой идеи показывали слишком низкий коэффициент полезного действия. Тем не менее, инженеры из США смогли создать практичный солнечный парус и уже нашли ему применение в гелиофизике.