Космическое путешествие под солнечным парусом

Поднять паруса! Летим к звездам!» Ну кто бы мог подумать, что парусный флот может стать прообразом будущей космонавтики! Однако инженеры сейчас всерьез разрабатывают проекты космических кораблей, снабженных огромным парусом. И о неспешных космических прогулках речь не идет – межзвездные катамараны смогут достигать половины скорости света, которая, как ты наверняка знаешь, равна 300 000 км/с.

И, конечно же, им не придется ждать, когда задует попутный ветер ведь откуда ему взяться в космосе? Зато есть свет. Именно он, а точнее, составляющие его мириады фотонов и «надуют» парус звездолета. Наподобие того, как молекулы воздуха, ударяясь о парус, заставляют судно плыть вперед, фотоны передадут свою энергию космическому кораблю.

ПАРУС И ЛАЗЕР

У фотона нет массы, но зато есть энергия, именно она и будет толкать корабль вперед. Проблема лишь в том, что она чрезвычайно мала. Например, солнечный свет давит на футбольное поле с той же силой, что и кусок сахара на твою ладонь. Поэтому для осуществления подобных проектов потребуется много фотонов. И очень большие паруса.

Разумеется, первое, что приходит в голову, – нужно использовать солнечные лучи; легкодоступные и надежные, они обеспечат пусть и слабую, но постоянную тягу. Их вполне хватит, чтобы исследовать Солнечную систему, но покинуть ее вряд ли удастся, ведь уже за пределами орбиты Юпитера свет будет слишком слабым. Значит, надо надуть парус лазерным светом! Конечно, по мощности он уступает солнечному, зато не рассеивается, а концентрируется в одной точке. Устанавливаем лазер на околоземной орбите, включаем его, нацеливаясь на парус, и… пока, ребята, мы отправляемся в путь! Загвоздка в том, что наш мощный лазер должен питаться электроэнергией, объем которой могут обеспечить лишь сразу несколько атомных электростанций.

А ведь надо еще позаботиться о точности лазерной стрельбы. Неважно, что площадь паруса составит сотни квадратных километров (и это минимум для получения необходимой тяги!): чтобы попасть в парус с расстояния 4,3 световых лет (то есть 41 000 миллиардов километров), стрелять необходимо по-снайперски!

Впрочем, у этого способа межзвездных путешествий имеется неоспоримое преимущество перед всеми другими: никаких диковинных видов топлива, типа антиматерии, не требуется. В настоящее время имеются все необходимые материалы и технологии для создания и лазерной установки, и космического паруса. В 2010 году японское космическое агентство «Jaxa» запустило аппарат «Ikaros» с солнечным парусом площадью 200 м² и весом всего лишь 15 кг, изготовленным из сверхтонкого светоотражающего пластика. Исследователи решили проверить, смогут ли солнечные фотоны толкать его вперед. И эксперимент завершился успешно! На парус воздействовала сила, равная давлению гирьки весом в одну десятую грамма. Не много, но всё же…

СКРОМНЫЙ ДЕБЮТ

12 апреля 2016 года (в день 55 годовщины полета Юрия Гагарина) было объявлено о создании проекта, цель которого – осуществить через 20 лет полет к Проксиме Центавра на парусном космическом аппарате, который будет разгоняться с Земли лазерными лучами. Наш соотечественник, предприниматель Юрий Мильнер, вложил в проект 100 миллионов долларов. Аппарат будет совсем крошечным, весом не более одного грамма. Причем, ожидается, что за ближайшие 20 лет миниатюризация достигнет такого прогресса, что аппарат удастся снабдить фотокамерой. И вполне возможно, что в дальнее путешествие будет отправлен не один зонд, а целая флотилия мини-зондов.

Самое сложное в этом проекте – изготовить лазерную установку (или систему лазеров, соединенных между собой), достаточную мощную, чтобы разогнать эти крошечные космические аппараты до 20% скорости света. На проработку проекта Мильнер дал инженерам-конструкторам 10 лет. Если задуманное осуществится, то освоение соседних солнечных систем начнется еще до 2100 года. Ну а затем появится возможность подумать и о полете человека к звездам…