Человечество давно задумывалось, как превратить ночь в день, не используя ни огня, ни лампочек дневного света. Нечто подобное, работая в открытом космосе, осуществили советские учёные в 1993 году, буквально на руинах только что распавшегося СССР. Им, всего на шесть минут, реально удалось «подсветить» часть европейской территории.
Суть и цель экспериментов серии «Знамя»
Идея космического освещения при помощи зеркал впервые пришла в голову немецкому физику Герману Оберту. Это случилось в 1929 году. Правда, Оберт интересовался не совсем освещением: его целью было создание «космического оружия», отражающего свет Солнца в определённую точку с целью уничтожения наземного объекта. Проект не поддержали: слишком дорогостоящим вышло бы такое вооружение.
В 1989 году о космическом зеркале, передающем на Землю солнечную энергию, задумался конструктор Владимир Сыромятников, ранее создавший механизмы стыковки для кораблей «Союз» и «Аполлон», а после — стыковочные устройства челноков со станциями МКС и «Мир». Проект «Знамя-1» был «тренировочным» и осуществлялся в наземных условиях с целью инженерных испытаний, а вот «Знамя-2» — уже проходил в космосе.
В ходе эксперимента планировалось выяснить, возможно ли вообще развернуть на орбите сверхлёгкую крупногабаритную плёночную конструкцию или КГПК, которая будет удерживаться за счёт центробежной силы, а если развёртывание удастся — управлять этой конструкцией.
Ход опытов с орбитальными зеркалами
Запуск проекта «Знамя-2» стартовал на космодроме Байконур. Именно оттуда, 27 октября 1992 года, в космос отправили грузовой корабль «Прогресс М‑15», на борт которого позднее установили космический отражатель и агрегат для его развёртывания в виде вращающегося барабана, содержащего восемь катушек с намотанными на них тончайшими плёночными секциями. Слегка вогнутое «зеркало» состояло из ПЭТФ‑плёнки (иногда называемой в России лавсаном), покрытой светоотражающим составом, а его диаметр составлял 20 метров.
После подготовительных работ, включающих стыковку «Прогресса» и станции «Мир», в открытом космосе началось развёртывание «паруса». Процесс включал четыре этапа — по одному на каждый виток вокруг Земли. На первой стадии, 4 февраля 1993 года, ранним утром по московскому времени, «Прогресс М-15» отделился от станции «Мир», отошёл на 160 метров и начал развёртывать зеркальную конструкцию. На втором этапе, «Прогресс», с развёрнутым и растянутым круглым восьмисекционным «парусом», аккуратно поворачивали под небольшими углами, чтобы протестировать возможности управления и оценить, как при этом «ведёт» себя «зеркало».
В ходе третьей стадии корабль разместился так, чтобы «зеркало» находилось под углом 34 градуса относительно расположения Солнца. Главное же событие, то есть освещение тёмной, «ночной», части нашей планеты, состоялось на четвёртом витке. Агрегат развёртывания отражателя, вместе с «зеркалом», отделился от корабля, а отражённый луч солнечного света — нацелился на Европу. Правда, максимального эффекта достичь не удалось: в процессе развёртывания плёнка скрутилась по краям, потому отражатель вышел меньше запланированного.
«Солнечный зайчик», разбудивший Европу
В ту ночь (в Европе ещё было темно) солнечное пятно из отражённого космическим парусом света прошло от юга Франции, пересекло Швейцарию, юг Беларуси и дошло до запада России. Метеорологи из Германии (наблюдавшие с Альпийских гор) и белорусские астрономы-любители отмечали, что пятикилометровый «солнечный зайчик» (сперва принятый за проделки НЛО) видели в Лионе, Берне, Мюнхене, Праге, Бресте и Гомеле. Двигался он со скоростью более восьми км в секунду и был ярче, чем полная Луна ясной ночью, несмотря на сильную облачность в европейских регионах. Со станции «Мир» отражённое солнечное пятно тоже хорошо видели в течение шести минут правда, оценили его диаметр в восемь км. Космическая миссия завершилась плановым сходом отражателя с орбиты через пять часов. Падая на Землю, «зеркало» сгорело в атмосфере где-то над Канадой.
Мировая общественность пришла в восторг: эксперимент удался, а потому его решили продолжить. Перспективы были поистине фантастическими: солнечный свет — он ведь бесплатный, а направив его туда, где темно, можно сэкономить электроэнергию для освещения, обогрева, создания защитных систем. Проект «Знамя-2,5» прошёл с октября 1998 года до февраля 1999 года, однако оказался неудачным. Антенна грузового корабля «Прогресс М-40» вовремя не сложилась, а зеркало, имевшее диаметр свыше 25 метров, зацепилось за неё, что помешало полному развёртыванию.
Последнюю попытку космического освещения «Знамя-3» Центральный научно-исследовательский институт планировал на 2008 год. В рамках эксперимента с 30-метровым рефлектором учёные хотели отработать технологию создания настоящих космических «парусников», а позднее — увеличить диаметр «зеркал» до 70, а то и 200 метров. В последнем варианте «солнечный зайчик» мог бы превратить ночь в день, пожалуй, на половине российской территории, в разы превысив светимость Луны. Такой небесный «прожектор» был бы полезен, для работы в период полярной ночи или ликвидации последствий стихийных бедствий в ночное время.
Почему проект свернули?
Проект «Знамя-3» так и не был осуществлён, несмотря на огромнейшие перспективы и то, что Россия к 2008 году уже достаточно восстановилась после кризиса 1990-х годов. Эксперименты с «космическим светом» прекратили финансировать из-за, якобы, отсутствия экономической выгоды.
По факту же, новый, пускай и максимально продуманный эксперимент, в самом деле мог оказаться провальным. Во-первых, плёнка, толщиной в разы меньше человеческого волоса, снова могла порваться, например, из-за попадания метеорита, что означало бы мгновенную потерю баснословных средств, вложенных в запуск корабля и опасную работу космонавтов на орбите Земли. Во-вторых, удержать «солнечный зайчик» над конкретным регионом в течение хотя бы получаса — задача крайне сложная. Для этого пришлось бы разработать специальные гироскопы, оценить долгосрочные прогнозы состояния атмосферы и прочее. В-третьих, фактическая яркость светового пятна на поверхности Земли могла оказаться ниже расчётной, что уменьшило бы эффективность работы.
Правда, за прошедшие годы технологии инженерии, наведения и робототехники сильно шагнули вперёд, а потому запущенный в 2020—2030-е годы проект солнечных зеркал вполне мог бы оказаться намного успешнее предыдущих.
Мой канал в Максе, а ниже ещё несколько интересных статей: