Інженер запропонував підстерегти міжзоряний астероїд групою кубсатів із сонячним вітрилом

Інженер з MIT запропонував вивчати міжзоряні космічні об'єкти з близької відстані за допомогою угруповання кубсатів з сонячним вітрилом. Згідно з концепцією, статити будуть нерухомо висіти над Сонцем на сонячних вітрилах, а при виявленні астероїда не з Сонячної системи один з них відчепиться і під дією сили тяжкості пролетить повз нього. Ідея отримала схвалення на першій фазі конкурсу Просунутих інноваційних концептів NASA.


Більшість відомих комет і метеоритів обертаються по орбітах навколо Сонця. Але в 2017 році астрономи виявили перше в історії спостережень міжзоряне тіло - астероїд Оумуамуа. Він представляє величезний інтерес для науки, оскільки всі безпосередньо вивчені тіла раніше походили з Сонячної системи. На жаль, у випадку з Оумуамуа вивчення обмежилося спостереженням у телескопи з двох причин.


По-перше, міжзоряні астероїди мають колосальну швидкість, що перевищує третю космічну. Швидкість Оумуамуа була близько 25 кілометрів на секунду, що приблизно на п'ять кілометрів на секунду швидше за найшвидший штучний об'єкт в історії - апарат New Horizons після гравітаційного маневру у Юпітера в 2007 році.

Друга проблема побічно випливає з першої. Навіть з дуже швидким тілом можна зблизитися, поступаючись йому в швидкості, якщо вчасно розрахувати точку можливої зустрічі. Але через те, що сучасні космічні місії готуються роками, астероїд пройде таку точку до практично можливого запуску. Крім того, малий питомий імпульс хімічних ракетних двигунів залишає недосяжними великі райони Сонячної системи, так що багато потенційних траєкторій зближення неможливо реалізувати, навіть якщо дізнатися про міжзоряне тіло за десяток років. Оумуамуа вже пропонували наздогнати на лазерних вітрилах, але, знову-таки, брак часу зробив ідею неактуальною.

Річард Лайнарес (Richard Linares) з Массачусетського технологічного інституту запропонував чекати міжзоряний об'єкт групою заздалегідь виведених кубсатів із сонячними вітрилами. Кубсати - надмалі космічні апарати розміром в пару десятків сантиметрів. За рахунок стандартизованої платформи і серійного виробництва комплектуючих вони обходяться на кілька порядків дешевше «звичайних» супутників. Також кубсати за рахунок невеликих розмірів вигідніше запускати - одна ракета може прийняти на борт десятки подібних апаратів. Такі мікросупутники використовуються не тільки для студентських проектів: наприклад, апарати місії NASA Mars Cube One у 2018 році сфотографували Марс.

Кожен кубсат дослідник пропонує забезпечити сонячним вітрилом. Справа в тому, що світло (і взагалі електромагнітне вивчення) чинить тиск на поверхні. Цей тиск надзвичайно мало і в районі Землі становить приблизно 0,000009 ньютонів на квадратний метр. Однак, якщо парус дуже великий, а маса відносно невелика, то цю силу можна використовувати для розгону корисного навантаження. Варто відзначити, що на 2020 рік жоден космічний апарат ще не використовував сонячний парус в якості основного двигуна, оскільки його матеріал повинен бути дуже легкий, але проводилися вдалі експерименти.

Для прольоту повз міжзоряний об'єкт пропонується використовувати приватний випадок апарату з сонячним вітрилом - статит. Так називають штучний супутник, який не рухається по орбіті, а нерухомо зависає біля небесного тіла за допомогою сонячного вітрила в точці, де сили гравітації врівноважують тиск на парус, як якщо б вітер дув у парашут знизу вгору.

Згідно з концепцією, група дослідницьких кубсатів повинна рівномірно розподілитися навколо Сонця. Оскільки їм не потрібно паливо, очікувати вони можуть необмежено довго. При виявленні міжзоряного астероїда відповідний апарат скине вітрило по команді з Землі в розрахунковий момент, щоб під дією тяжіння Сонця впасти в точку зустрічі, звідки передасть наукові дані. Чим більше статитів запущено, тим більше шансів, що об'єкт пролетить під одним з них.


Якщо все пройде добре, то вчені зможуть отримати зображення і спектроскопію позасовного об'єкта з близької відстані, аж до декількох десятків кілометрів. На даний момент ідея пройшла першу стадію відбору конкурсу Просунутих інноваційних концептів NASA і тепер вчені повинні відповісти, чи реалізуємо цей проект на практиці.

NASA регулярно інвестує гроші в проекти, які звучать фантастично, але можуть призвести до прориву. Наприклад, агентство профінансує розробку ракетного двигуна, який сам набризкує посадковий майданчик у процесі посадки, а також розгляне можливість створення гігантського радіотелескопа на зворотному боці Місяця.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND