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».

Європейське космічне агентство готується до космічного саміту цієї осені, щоб заручитися підтримкою нової ініціативи щодо польотів людини в космос, а також нової стратегії запуску. В інтерв’ю 17 квітня Йозеф Ашбахер, генеральний директор ESA, сказав, що агентство працює над розробкою планів для презентації ESA та країнам-членам Європейського Союзу на другому Європейському космічному саміті, запланованому на листопад у Севільї, Іспанія.

ЄКА намагатиметься заручитися політичною підтримкою, але не фінансуванням, для майбутніх програм польотів людини в космос, як це рекомендовано консультативною групою високого рівня у звіті, опублікованому 23 березня. У цьому звіті «Космічна революція» закликано Європу розпочати амбітні зусилля. розвивати власні можливості польоту людини в космос, включаючи запуск астронавтів на низьку навколоземну орбіту і навіть на Місяць.

«Це справді політичний саміт про шлях вперед для Європи та те, що ESA має робити для його реалізації», — сказав Ашбахер. «Я очікую політичного рішення щодо європейського підходу до польотів людини та роботів у космос».

За його словами, для підготовки саміту ESA працює над «випадками використання» європейської інфраструктури космічних польотів людини на орбіті та на Місяці. Це призведе до сценаріїв реалізації цих варіантів використання, включаючи архітектури високого рівня та оцінку вартості.

«Ми розробимо сценарії для тих, хто приймає рішення, і вони скажуть нам на основі цих сценаріїв, що вони хочуть, щоб ми робили, і як вони хочуть, щоб ми діяли далі», — сказав він.

Це політичне рішення не відразу забезпечить фінансування ESA для реалізації цих сценаріїв, але керуватиме плануванням перед наступним засіданням ради міністрів ESA наприкінці 2025 року, де країни-члени візьмуть на себе зобов’язання фінансувати конкретні програми, включаючи потенційні ініціативи щодо польотів людини в космос.

«Потрібно виконати багато роботи» перед засіданням Ради міністрів у 2025 році, або CM25, сказав він. ESA має невелику суму фінансування для підтримки цього планування. «З помірними інвестиціями можна добре підготуватися. CM25 стане ключовою віхою».

Ашбахер сказав, що був приємно здивований звітом Revolution Space. Консультативна група майже повністю складалася з людей без досвіду космічної галузі, від колишнього генсека НАТО до художника. «Вони справді склали дуже чітку картину, — сказав він, — того, на якому місці знаходиться Європа в польоті людини в космос і що вона має робити. «Мене дуже здивувало — дуже позитивно здивувало — те, що у звіті це викладено чіткою, сильною мовою».

«Європа не може залишатися осторонь цього», — сказав він про політ людини в космос. «Швидше навпаки: Європа має посилити свої зусилля та бути дуже сміливою, беручи участь у цьому».

Стратегія запуску

Космічний саміт охоплюватиме питання, окрім польотів людини в космос, наприклад роль космосу у розв’язання проблеми зміни клімату. Він також стосується європейської стратегії запуску, яка виходить за рамки розробки автомобілів Ariane 6 і Vega C.

«Це насправді ширша картина того, як Європа хоче утвердитися в доступі до космосу», – сказав він. Це включає підтримку «мікропускових установок» або малих ракет-носіїв, які розробляють кілька європейських компаній, а також довгострокову оцінку доступу до космосу.

«Очевидно, що поточна ситуація потребує глибшого осмислення сектору ракетоносіїв у Європі», – сказав він, зокрема, як досягти гарантованого доступу Європи до космосу.

Ця дискусія відбувається на тлі затримок у представленні Ariane 6 і спроб повернути Vega C до експлуатації після невдалого запуску в грудні. Він сказав, що робота над тим, щоб знову запустити Vega C до кінця року після внесення змін, таких як нова вставка сопла, яка стала причиною грудневої невдачі, триває.

Ашбахер відмовився назвати орієнтовну дату першого запуску Ariane 6, який, як заявило ESA восени минулого року, відбудеться не раніше четвертого кварталу 2023 року після значних затримок розробки. Роботи тривають у кількох напрямках, включаючи випробування гарячим вогнем, заплановане на початок липня.

Він сказав, що працює з промисловими партнерами над проєктом Ariane 6, щоб запропонувати регулярну серію публічних оновлень про прогрес у цьому першому запуску. За його словами, до моменту випробування гарячим вогнем у липні партнери Ariane 6 повинні знати достатньо, «щоб тоді ми могли набагато краще передбачити дату першого польоту».