Стоит начать с того, что учёные уже на протяжении долго времени ищут двигатель, который сможет хорошо двигать спутники, при этом не будет сильно дорогим.
Несколько десятков лет назад учёные изобрели такой двигатель. Его главная особенность в том, что после выхода в космос ему не требуется химический двигатель. так же сильно влияет тот факт, что ломаться там особо нечему, если он раскрылся, то ему будет тяжело сломаться. Меньше рисков того, что после выведения на орбиту система даст сбой. Сегодня вы узнаете историю появления паруса для спутников, использование сейчас, их скорость и преимущества перед другими спутниками.
Что со спутниками сейчас?
На чём же летают большинство спутников сейчас? На данный момент большинство искусственных спутников, которые кружатся вокруг нашей планеты, работают на энергии ионных двигателей. Эти двигатели тяжелы, стоят довольно дорого и работают всего около трех лет, поэтому ученые уже давно пытаются найти им альтернативу. В далеком 1920 году советский изобретатель Фридрих Цандер осознал, что для полетов в космосе можно использовать подобие парусов, используемых в кораблях. Но как, по его мнению, паруса могут приводить в движение космические объекты? Ведь в космосе нет ветра.
Как летают эти спутники?
Как может работать этот двигатель, если в космосе нету ветра? Ответ довольно прост, ведь в космосе есть Солнце. Замечательная альтернатива ветру — солнечный свет, который состоит из невообразимого количества частиц, называемых фотонами. Каждая из них может ударяться о твердые поверхности и создавать давление, которое способно толкать объекты вперед. Тогда нам можно просто создать парус с твердым материалом, который будет преградой для фотонов и передавать их импульс спутнику.
Ученые много раз пытались привести космические спутники в движение при помощи солнечных парусов, но им это долго не удавалось. Дело в том, что сила частиц солнечного света очень мала и ее не хватает для того, чтобы толкать большие спутники вперед. Ученым потребовались десятки лет, чтобы уменьшить спутники до размеров крохотных смартфонов. Одними из таких компактных аппаратов являются кубсаты, которые изготавливаются в размерах 10 х 10 х 11 сантиметров. Несмотря на малые размеры, у них есть все необходимое для наблюдения за Землей. То, что спутники маленькие не проблема, ведь всё время люди пытаются уменьшать такие объекты. Это хорошо для того, что бы меньше топлива тратилось на выведения спутника в космос.
Преимущества солнечных парусов.
Солнечные паруса действительно работают и совсем скоро спутники могут лишиться своих ионных двигателей. Это заметно снизит их стоимость, потому что солнечные паруса явно обходятся дешевле двигателей, ведь по сути это — зеркальное полотно, растянутое вокруг спутника. К тому же, аэрокосмическим компаниям не придется тратить деньги на дорогостоящее топливо — в «парусных» спутниках оно попросту не нужно.
Скорость парусных спутников.
После плюсов таких вот парусов, становится интересно узнать, а что по скорости? Скорость движения и интенсивность ускорения напрямую зависит от размеров паруса и спутника. Аппарат LightSail 2 на данный момент совершает полный оборот вокруг нашей планеты за 90 минут. Скорость движения спутника, кстати, постоянно увеличивается — за один месяц пребывания под воздействием солнечного света он ускоряется на 549 километров в час. Пока скорость аппарата довольно мала, но со временем, если его оставить в рабочем состоянии, он может достигнуть скорости Международной космической станции, а это около 27 000 километров в час. Так как работоспособность спутников с солнечными парусами напрямую зависит от частиц света, их невозможно использовать за пределами Солнечной системы. Хотя, в остальных частях Вселенной наверняка есть другие источники света, поэтому в очень далеком будущем солнечные паруса тоже могут пригодиться. Но нам ничего не мешает сначала взять разгон и потом по инерции лететь и покорять глубины космоса.
Первый спутник - первый парус.
Первым космическим спутником с работающим солнечным парусом стал японский аппарат IKAROS. Его запуск состоялся 21 мая 2010 года, когда тонкий парус с 20-метровой диагональю пребывал в сложенном виде. После выхода на орбиту, парус начал раскрываться и завершил этот процесс только спустя неделю после начала. При помощи этого паруса и солнечного света, аппарат смог регулировать направление своего движения. Однако, потом аппарат попал в тень и впал в «спячку», из-за чего эксперимент пришлось остановить.
Улучшенный Солнечный парус LightSail 2.
Но ученые не опустили руки и испытания солнечного паруса идет прямо сейчас. Если взглянуть на ночное небо, там вполне можно заметить космический аппарат LightSail 2 от Планетарного сообщества. Он был выведен на орбиту нашей планеты в июне 2019 года при помощи ракеты-носителя Falcon Heavy. Спустя несколько недель он раскрыл свой солнечный парус — его площадь равна 32 квадратным метрам и именно поэтому у людей есть возможность разглядеть его с Земли. Подумать только — парус имеет почти такую же площадь, что и среднестатистическая квартира!
Парус неспроста имеет такой огромный размер. Дело в том, что для приведения в движение даже маленького аппарата размером с буханку хлеба, частицам солнечного света нужно воздействовать на максимально возможную площадь паруса. Возможно, в будущем ученым удастся создать спутники меньшего размера, например, со спичечный коробок. Вот тогда паруса действительно станут маленькими, и разглядеть их с Земли будет невозможно.