Космічні подорожі привели нас до нашого найближчого сусіда, Місяця, і до глибин нашої більшої сонячної спільноти, населеної такими гігантами, як Сатурн і Юпітер. У 1982 році «Вояджер-2» пролетів повз Уран ближче, ніж будь-який інший космічний корабель з того часу, і зараз пливе через 46 років після запуску міжзоряним простором приблизно на відстані 133 астрономічних одиниць (приблизно 19,9 мільярда км) від Землі.
Але за останні роки було небагато подібних супутникових місій. Вартість є основною перешкодою, але часові рамки також є фактором. Розрахунок конструкції для таких довгих подорожей потребує років, а планування та будівництво космічного корабля займе близько десятиліття. Враховуючи час, потрібний супутнику для досягнення віддалених цілей, це означає, що наш наступний погляд на зірки, ймовірно, відбудеться нескоро.
Команда вчених під керівництвом Слави Туришева з Лабораторії реактивного руху Каліфорнійського технологічного інституту, яка запустила супутники «Вояджер» ще в 1977 році, прагне повернути дослідження космосу на правильний шлях. Команда пропонує новий спосіб подорожі, який міг би доставити нас до зірок швидше та дешевше.
У статті, опублікованій на сервері препринтів arXiv, Туришев і більше двох десятків колег-дослідників зі Сполучених Штатів і Європи запропонували об’єднати мініатюрні супутникові пристрої з процесом сонячної енергії, який створив би швидкий, недорогий і легкий спосіб подорожі.
Плавання на сонячних батареях — це процес, за допомогою якого тиск, створюваний сонячним випромінюванням, використовується для руху. Останні інновації в цій технології були продемонстровані в успішній місії 2019 року, яка фінансувалася краудфінансуванням за проєктом LightSail-2 Planetary Society.
Дослідники пояснюють: «Сонячні вітрила отримують тягу завдяки використанню високовідбиваючих, легких матеріалів, які відбивають сонячне світло, щоб рухати космічний корабель у космосі. Безперервний тиск фотонів сонця забезпечує тягу, усуваючи потребу у важких витратних паливах, які використовуються звичайними на бортові хімічні та електричні рухові системи, які обмежують термін служби місії та місця спостереження».
Вони кажуть, що вітрила набагато дешевші, ніж важке обладнання, яке зараз використовується для руху, і що постійний безперервний тиск сонячних фотонів від сонця робить тягу доступною для широкого спектра маневрів транспортних засобів, таких як зависання або швидка зміна площини орбіти.
Сонячні вітрила та мініатюризація «за останнє десятиліття просунулися настільки, що вони можуть дозволити надихаючі та доступні місії, щоб дістатися далі та швидше, глибоко у зовнішні регіони нашої Сонячної системи», — йдеться у звіті.
Дослідники називають злиття цих двох технологій концепцією Sundiver.
«Швидкі, економічно ефективні та маневрені вітрильні кораблі, які можуть подорожувати за межами площини екліптики, відкривають нові можливості для доступного дослідження сонячної системи, — йдеться у звіті, — з великими перспективами для геліофізики, планетознавства та астрофізики».
Завдяки покращеній маневреності космічний корабель може легко доставляти невеликі корисні вантажі в кілька пунктів призначення, якщо це необхідно, і може пристиковуватися до відповідного модульного корабля. Дослідники додають, що залежність від сонця та мініатюризація носія, для якого не потрібна спеціальний стартовий майданчик, значно заощадять: «Суттєвою причиною високих витрат є наша [поточна] залежність від повільних і дорогих хімікатів. двигун, який працює на межі своїх можливостей, що фактично робить нинішню парадигму дослідження Сонячної системи нежиттєздатною. Потрібен новий підхід».