NASA готовится к межзвездным полетам: новый взгляд на пределы Солнечной системы — разработка инновационного двигателя

С момента запуска в 1977 году лишь два космических аппарата — Voyager 1 и Voyager 2 — смогли преодолеть границы Солнечной системы. Изначально аппараты предназначались для исследования гигантских планет Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Однако, благодаря дополнительному ускорению от гравитации планет, Voyager смогли достичь рубежа гелиопаузы и продолжили свое путешествие в межзвездное пространство. Несмотря на свой успех, их путешествие было медленным: развивая скорость около 50 тысяч км/ч, эти аппараты потратили более 30 лет, чтобы покинуть пределы Солнечной системы. Об этом пишет РБК.

Исследования для межзвездной миссии

В 2019 году NASA поручило Лаборатории прикладной физики (APL) при университете Джона Хопкинса разработать концепцию новой межзвездной миссии. Под руководством материаловеда Джейсона Бенкоски команда ученых и инженеров приступила к изучению всевозможных аспектов такого полета: от финансовой стороны до подбора необходимого оборудования. Главной целью этой работы стало создание космического аппарата, который мог бы достичь края Солнечной системы, гелиопаузы, за значительно меньшее время, чем это сделали Voyager.



Границы Солнечной системы: гелиопауза и за ее пределами

Гелиопауза — это граница, где солнечный ветер перестает оказывать влияние, уступая место межзвездному пространству. Она находится на расстоянии 18 миллиардов километров от Земли. Команда APL стремится построить аппарат, который сможет пересечь эту границу и продолжить свой путь на расстояние еще 30 миллиардов километров. Планируемое время такого полета составляет 17−18 лет, что почти вдвое быстрее, чем потребовалось Voyager 1 для достижения гелиопаузы.



Гелиотермическая тяга: новый взгляд на движение

Ключевым элементом нового аппарата должен стать революционный вид тяги — гелиотермический двигатель. В 2020 году команда APL провела успешные испытания концепции такого двигателя. В лабораторных условиях был создан прототип, способный использовать энергию Солнца для движения. В специальной установке, имитирующей мощность 20 Солнц, через металлический контейнер был пропущен жидкий гелий. Под воздействием высокой температуры гелий расширялся и выбрасывался через сопло, создавая тягу.

«Очень легко отвергнуть идею, заявляя, что расчеты выглядят отлично, но в реальности она никогда не продвинется дальше теоретических значений. Мы же смогли доказать, что гелиотермическая тяга — не просто фантазия. Это вполне может сработать», — заявил Джейсон Бенкоски в интервью Wired.



Первые шаги и перспективы будущего

Несмотря на успех лабораторных испытаний, Джейсон Бенкоски подчеркивает, что работа только начинается. Проведенный эксперимент был выполнен в условиях, далеких от космических реалий, и требует доработок. Однако полученные данные совпали с модельными расчетами.

«Теперь нужно заменить каждый из компонентов на то, что может использоваться в реальном полете, и проверить уже на них», — отмечает Бенкоски. Если все пойдет по плану, и NASA одобрит миссию, первый межзвездный зонд нового поколения может быть запущен уже в середине 2030-х годов. Его полет, по оценкам ученых, продлится от 50 до 100 лет.

Ранее мы писали, что NASA не знает, как вернуть астронавтов с МКС после проблем с Starliner — «затерянные в космосе» могут застрять на 8 месяцев.