Всем привет. В последние время ведется много разговоров о технологии солнечного паруса. Для испытания данной технологии был произведен запуск нескольких космических аппаратов с солнечными парусами, как на околоземную орбиту, так и за ее пределы. Испытания показали состоятельность концепции солнечного паруса для путешествия к другим планетам. Но как обстоят дела с практической реализацией данной технологии?
В 2010 году Япония стала первой страной, которая запустила космический аппарат с солнечным парусом в межпланетное пространство. Зонд IKAROS (Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun) был запущен вместе с другим японским зондом, который предназначался для изучения Венеры - "Акацуки". Зонд IKAROS был оснащен солнечным парусом, который имел размер 14 x 14 метров. Он проработал на солнечной орбите вплоть до 2015 года.
После успешной миссии зонда IKAROS Япония планировала запуск следующего зонда под названием OKEANOS. Это должен был быть более крупный зонд с солнечным парусом который мог иметь размер 40 x 40-метров. Этот космический аппарат планировалось отправить к орбите Юпитера для сбора образцов с одного из троянских астероидов. Однако вместо запуска зонда OKEANOS японское космическое агентство JAXA отдало приоритет другой миссии - LiteBIRD (зонд для изучения космического микроволнового фона). Но это не значит, что космическое агентство JAXA отказалось от космических аппаратов с солнечными парусами. В 2024 году JAXA одобрило проект космического аппарата с солнечным парусом под названием - OPENS.
Цель проекта OPENS ( Outer Planet Exploration by Novel Small Spacecraft) – исследование планет внешней Солнечной системы с помощью небольших космических аппаратов с солнечными парусами. Первая демонстрационная миссия получила называние OPENS-0. Ее целью является отработка технологии. Небольшой зонд, массой менее 200 килограмм, будет оснащен двумя треугольными солнечными парусами площадью 9 квадратных метров каждый, которые также будут служить солнечными панелями. Размах парусов зонда составит 9,3 метра, а максимальная ширина каждого паруса – 4,6 метра.
Несмотря на свои небольшие размеры зонда, целью миссии OPENS-0 будет Сатурн. Запуск космического аппарата запланирован на 2028 год. Для достижения Сатурна, зонд совершит один гравитационный маневр при пролете мимо Венеры в 2030 году, и два пролёта мимо Земли в 2029 и 2031 годах. В 2032 году он пролетит мимо одного из астероидов Главного пояса и прибудет к Сатурну в 2039 году. Он совершит пролёт мимо Сатурна, и в течение нескольких часов будет изучать систему колец газового гиганта, и ближайшие к планете спутники. Солнечные панели смогут генерировать максимум 50 ватт электроэнергии, что будет достаточно для работы трёх научных приборов в течение нескольких часов. В состав приборов будет включена камера, способная получать изображения колец с разрешением в десятки метров на пиксель (превосходящее по качеству изображения, полученные зондом НАСА "Кассини"), а также детектор пыли и прибор для измерения уровня космического излучения. После пролёта мимо Сатурна миссия OPENS-0 будет завершена.
Если полет зонда OPENS-0 окажется успешным, JAXA планирует запустить следующую миссию - OPENS-1. Этот зонд будет оснащен ионными двигателями, что позволит ему посетить один из околоземных астероидов, либо же один из астероидов Главного пояса. Затем зонд совершит посадку на поверхность астероида для сбора образцов, и доставит эти образцы обратно на Землю. Масса космического аппарат составит 250 кг, а площадь солнечного паруса — 34 квадратных метра.
Следующим космическим зондом станет OPENS-2. Этот космический аппарат будет похож на OPENS-1, но он будет иметь ионный двигатель, который отправит зонд либо к одному из троянских астероидов, которые находятся на орбите Юпитера, либо же к одному из кентавров — астероидам которые располагаются между орбитой Юпитера и Нептуна. Зонд должен будет произвести сбор образцов с поверхности астероидов и доставить их обратно на Землю. Обратный путь станет возможен благодаря солнечному парусу.
Следует отметить, что солнечный парус работает не за счет солнечного ветра, а за счет радиационного давления солнечного света, и, подобно тому как парус морского судна позволяет ему двигаться против ветра, солнечный парус космического аппарата позволяет осуществлять полет по направлению к Солнцу, изменяя направление вектора тяги относительно траектории полета.
Японское космическое агентство JAXA также планирует осуществить миссию космического аппарата с солнечным парусом к Урану, для изучения системы его колец и спутников.
Программа OPENS — это хорошая возможность чтобы продолжить развитие технологии солнечного паруса, и как знать, возможно в будущем, эта технология позволит человечеству вести добычу полезных ископаемых на астероидах, а также освоить внешние планеты Солнечной системы.