NASA готовит к запуску солнечный парус Sunjammer

    NASA завершает сборку солнечного паруса площадью около 1200 м2, который выведут на орбиту в 2014 году. Цель — демонстрация возможностей перемещения в пространстве, используя давление солнечного света: фотоны воздействуют на парус с силой 0,01 ньютона. Это не так уж и мало: инженеры NASA вынуждены компенсировать солнечное давление при расчёте траекторий даже обычных аппаратов. Давление света гораздо сильнее воздействует на них, чем солнечный ветер (поток ионизированных частиц).

    Парус способен набирать скорость до самых границ гелиосферы, причём теоретически может разогнаться до такой скорости, что при запуске в 2010 году обогнал бы зонд «Вояджер-1» к 2018 году. Хотя тот находится в полёте с 1977 года и недавно начал выходить за пределы гелиосферы. У «Вояджера» нет ресурсов на разгон, но топлива хватает на обогрев аппаратуры и радиосвязь.

    Теоретически, солнечный парус можно ещё подогнать лазерной пушкой с Земли или Луны, и тогда он вовсе может разогнаться до 1/10 скорости света, по мнению некоторых инженеров.

    Солнечный парус площадью 1200 м2 станет третьим солнечным парусом, который человечество отправляет в космос, но самым большим среди всех. Он в семь раз больше, чем максимальный по размеру солнечный парус, который отправляли в космос до этого, при этом весит в десять раз меньше его: менее 32 кг. Объём паруса около кубометра в сложенном состоянии.



    Предыдущий эксперимент NASA с солнечными парусами был не слишком удачным. Материал паруса NanoSail-D по каким-то причинам полтора месяца не мог развернуться, застряв в отсеке. После этого баг сам собой устранился — и парус всё-таки развернулся на всю свою ширину, но тот случай показал, насколько сложная и ненадёжная это конструкция при развёртывании.

    Новый солнечный парус NASA делает из каптона — тонкой прочной плёнки производства корпорации DuPont. Физические свойства материала см. в документации.

    Название парусу Sunjammer дали в честь одноимённого рассказа Артура Кларка 1964 года.

    Support the author
    Share post

    Comments 77

      –23
      Странная фраза: У «Вояджера» нет ресурсов на разгон, заряда хватает только на обогрев аппаратуры и радиосвязь.
      Все равно что сказать: У Пети нет теплых ботинок, мозгов хватает только на таблицу умножения.
        –19
        alizar же :)
          +14
          Стандартный ответ на любое замечние к посту Ализара :)
            +10
            Есть еще image
              +12
              Это рисунок на снегу или мне показалось?
          +10
          А в чем странность? Для разгона нужно ракетное топливо, которое сейчас на аппарате невозможно восполнить, для передачи сигналов достаточно электричества, которое возобновляется от радиоизотопов.
            +1
            Странность в том, что по логике фразы можно предположить, что если бы «заряда» было больше то можно пускать его на разгон.
              +1
              Если под ресурсами иметь ввиду все ресурсы(топливо для двигателя и электроэнергия), то фраза вполне себе логична. Думаю вы уже придираетесь.
          +10
          «Армагеддон» с Брюсом Уиллисом. Сцена, когда ученые мужи собрались и думают что делать. один из них: «Мы запустим корабль, солнечный ветер „надует парус“ и..» тут его перебивает глава мозгового штурма: «достаточно. еще идеи?»
            0
            Сама идея, конечно, понятна, но не совсем ясно как они собираются маневрировать кораблем? или на нем предусмотрены классические маневровые двигатели?
              +8
              Солнечным рулевым веслом :)

              А если серьезно, то геометрией можно по идее. Если ему вообще маневрирование нужно.
                0
                Если они его, во время тестов, разгонят и направят в след вояджеру, то необходимость в маневрировании нужна будет однозначно ) объекты в космосе бывают очень разные, а иногда и довольно внезапные ) Обидно будет потерять корабль потому, что он тупо врезался в астероид, например, или под прямым углом влетел в Юпитер :)
                  +10
                  Вы серьезно думаете, что Вояджер обруливает встречные астероиды?
                    +3
                    Вояджер маленький и железный, а в огромный парус камнем попасть проще простого.
                      +10
                      Космические масштабы таковы, что ощутимой разницы в вероятности наткнуться на астероид у Вояджера и этого паруса нет. Да и дырка в парусе думается не будет критической для аппарата.
                        0
                        Да, дырка критичной не будет, это уже обсуждалось еще при запуске японского образца. Мне кажется куда более фатальным будет импульс, переданный астероидом.
                          0
                          А вот импульс, скорее всего, не успеет сколько-нибудь заметно передаться на таких скоростях.
                            0
                            Соударение будет близко к абсолютно неупругому, т.е. импульс практически не передастся.
                      +1
                      Попал в Юпитер — это можно считать большой удачей.
                      Это не на заднем дворе с курицей столкнуться. Почитайте Чертока, как они в Венеру стреляли — не такая это и простая задача.
                        0
                        Спасибо за наводку. На выходных почитаю )
                          0
                          У него несколько книг. Рекомендую читать в хронологическом порядке. Причём, если не ошибаюсь, писал он их не по порядку :)
                          Читаются на одном дыхании, на космическую отрасль после этого, и на много других происходящих вещей, взгляды меняются кардинально.
                            0
                            Еще раз спасибо ) Учту )
                    +1
                    Для изменения ориентации достаточно инерциального двигателя типа маховика.
                    А если можно сменить ориентацию, то и вектор тяги от солнечного паруса поменяется автоматически.
                    Хотя в оригинальной новости вроде пишут, что для управления ориентацией собираются использовать дополнительные лопасти.
                      0
                      А если можно сменить ориентацию, то и вектор тяги от солнечного паруса поменяется автоматически. — нет это не так: изменится лишь полезная площадь и соответственно — тяга.
                        +2
                        Почему не так? Ведь фотон будет отражаться в другом направлении, а не обратно назад.
                          –1
                          Вектор тяги направлен не навстречу вектору нормали поверхности. Он направлен вдоль вектора движения фотона (плюс вращение в зависимости от точки приложения силы).
                            +2
                            Который вектор движения имеется в виду — до отражения или после?
                              0
                              До отражения.
                                +4
                                А почему только он принимается во внимание?
                                  +1
                                  Это верно только для абсолютно чёрной поверхности.
                                  В случае зеркального отражения оба вектора влияют на результирующую тягу.
                                  Закон сохранения импульса не обманешь.
                              +3
                              да верно. я погнал, задумался немного в сторону. пардон. в теории все так и есть — нормальная составляющая и тангенциальная. обе зависят от угла, главное — не воображать этот маневр как маневр с управляемым вектором тяги )
                        +6
                        Столько рекламной поверхности… дух захватывает.
                          +1
                          Сколько отражающей поверхности — дух захватывает! Это же здоровенное летающее зеркало получается.
                          При удачном положении на орбите оно будет ловить лучи солнца и пускать на Землю большие такие солнечные зайчики.
                          Т.е. земные наблюдатели смогут (при некоторой удаче) любоваться яркими вспышками аппарата. Будет что-то подобное вот этому.
                          Будем надеяться, что они запустят этот парусник своими силами, не прибегая к услугам российских ракет-носителей, особенно системы «Днепр» и «Волна», ибо один солнечный парусник наши уже утопили, и будет печально, если история повторится.
                            0
                            А если сделать отражающую поверхность параболической… :)
                              0
                              Лучше гиперболической :) И чтоб делал русский инженер :)
                          +5
                          Насколько я знаю, солнечный парус использует давление солнечного света, а не сам «солнечный ветер».
                            +5
                            Именно так. Но вы посмотрите на автора — писать о том, в чем не разбираешься его коронный стиль :) Парус именно солнечный и использует для разгона давление фотонов, испускаемых светилом.

                            Со́лнечный ве́тер (англ. Solar wind) — поток ионизированных частиц (в основном гелиево-водородной плазмы), истекающий из солнечной короны со скоростью 300—1200 км/с в окружающее космическое пространство. Парус на Солнечном ветру уже немного иной — goo.gl/3sXBq

                            0
                            1/10 скорости света, это ж до Альфы Центавра всего 40 лет лететь. Эх, дожить бы до полета к звездам!
                              +3
                              Дожить бы до того момента, когда можно будет себе менять запчасти, а там уже пофиг…
                              можно не особо напрягаться по мысли «дожить бы», а просто заниматься тем, что тебе нравится… =)
                                +6
                                Тогда придется особо напрягаться по мысли «куда девать всю эту ораву бессмертных людей»
                                  +4
                                  На Альфу Центавра, конечно же.
                                    0
                                    С повышением уровня грамотности коэффициент фертильности падает.
                                    Следовательно, рано или поздно(если сами-знаете-что не воспрепятствует повышению уровня грамотности) придётся бороться с естественной (хотя-бы от старости) смертностью, чтобы снизить уровень воспроизводства (т.е. планку индекса фертильности, необходимого для количественного восполнения популяции). Уже сейчас индекс фертильности в некоторых развитых странах ниже «низкого» (около 1.5, когда низким считается 2.15), при общем индексе по планете около 2.56, который повышается… ну, вы поймёте из карты распределения:
                                    upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/5/50/Country_fertility_rate._2012.png
                                    0
                                    Тогда придется напрягаться как заработать на новое тело, и где взять запчасти :-)
                                    Причем, по стоимости новое тело будет сравнимо с квартирой-студией.
                                      +1
                                      Будем брать ипотеку конечно же. Лет на 100.
                                      0
                                      Главное не породить при этом Слаанэш.
                                      0
                                      Долететь то можно, а тормозить как? Врятли на центавре нас будет кто-то ждать с лазером для торможения.
                                        +1
                                        Тормозить — отражающим слоем развернуться. Главное, чтобы опять к Солнцу не «сдуло» :)
                                          0
                                          Развернуться к чему? Разгонный лазер позади в солнечной системе остался. Нужен второй такой же на принимающей стороне.
                                            0
                                            Зачем лазер? Тормозить будем об звезду.
                                              0
                                              Мы же вроде как со скорости с/10 должны остановиться? Ускорение по модулю нужно то же то же что и при разгоне. А разгоняли лазером.
                                                +2
                                                Космос не совсем такой пустой, как про него принято думать, к тому моменту, как корабль до Альфы долетит — скорость будет существенно ниже. Кроме того, тормозить надо не до нуля, используем гравитационный маневр и выйдем на устойчивую орбиту.
                                        0
                                        Да, но плотность солнечного ветра падает с удалением от солнца. Энергия волны падает по кубу расстояния, как падает энергия тут я пока не могу посчитать, но падение наверняка будет не меньше. Единственный способ долететь на нем к Альфе — это разогнать его здесь и молится, чтобы он не затормозил, пока не долетит на достаточное расстояние. Или нужен вспомогательный движок, который будет «докачивать» импульс кораблю. Причем движок должен быть компактный и беспередельно экономичный.
                                          +2
                                          Квадрат же. Из Солнца равномерно во все стороны вылетели фотоны, а шанс их поймать — отношение площадей (4*Pi*R**2 / 1200), при условии, что космос идеально прозрачен.
                                        0
                                        А вот интересно
                                        Если бы можно было бы разместить на солнечном парусе не менее солнечные батареи
                                        Это же сколько электричества можно было выработать.
                                        А потом эту энергию переправить на ионный двигатель.
                                        Вот тогда бы машинка разогналась похлеще наверное
                                          +1
                                          У паруса и батарей противоположные требования. Парус должен отражать, батарея — поглощать. Кроме того, поток излучения имеет конечную энергию, таким образом, что пойдет в электричество — то определенно не пойдет на ускорение.
                                            0
                                            Так принцип паруса: иметь большую площадь при малой массе, тогда энергии частиц будет достаточно для разгона аппарата. Если напичкать солнечных батарей, вся конструкция станет тяжелой, и от солнечного ветра просто не разгонится.
                                              0
                                              А потом эту энергию переправить на ионный двигатель.
                                              Для ионного двигателя таки нужен запас рабочего тела
                                              +2
                                              «Импульса силой» ?!
                                                0
                                                Почему квадрат а не круг?
                                                  +2
                                                  Так удобнее раскладывать парус, да и жесткости у квадрата больше, чем у круга.
                                                    0
                                                    Раскладывать — да. А про жёсткость не понял. Круг симметричный и у него нагрузка равномерно ложится, а у квадрата к диагоналям больше (впрочем, именно там и стоят распорки).
                                                      0
                                                      Запустите бумажного змея в воздух. И вы увидите, что у круглого будут «хлопать» на ветру сегменты.
                                                      Для круглого нужен обод для придании жесткости.
                                                      В космосе обод не удастся сделать, из-за того, что парус складывается.
                                                  0
                                                  Просветите в двух словах. что там с первым «парусником», Куда летит и как.
                                                    0
                                                    Он улетел к Венере — www.jspec.jaxa.jp/e/activity/ikaros.html
                                                      0
                                                      Спасибо. Пока получилось только расрытие. Разгон от «ветра» так и не измерили.
                                                        0
                                                        Прямо по ссылке:
                                                        After the membrane was deployed, IKAROS demonstrated photon propulsion and guidance, navigation and control using solar sail successfully during its interplanetary cruise. (Full success criteria were achieved!)
                                                  • UFO just landed and posted this here
                                                      +2
                                                        +1
                                                        А потом сделать гравитационный манёвр возле Солнца и уйти в далекий космос.
                                                          +3
                                                          Галсами можно плыть, потому что сопротивление воды нивелирует вектор прилагаемый ветром поперёк судна. Поэтому судно не соскальзывает боком от ветра. В космосе же воды нет, поэтому солнечный поток будет всегда отталкивать судно вперёд и вбок, а значит, движения по направлению к солнцу не будет.

                                                          Рекомендую для просмотра вот эту демонстрацию.

                                                          Впрочем я погорячился. Воды может и нет, но гравитация есть, и она может заменить сопротивление воды. То есть на некотором расстоянии от солнца давление потока уравновешивается гравитацией, и там похоже что можно маневрировать галсами. Но немного — приблизишься слишком близко к солнцу и гравитация притянет за уши. Уйдешь слишком далеко, и уже никогда не сможешь вернуться.

                                                          Так что думаю, стоит ограничиться тем что хотели сделать авторы, а именно поставить спутник с солнечным парусом в виртуальной точке Лагранжа, где солнечное давление уравновесит солнечную гравитацию. Так как этот спутник будет находиться ближе к солнцу чем в настоящей L1, то он сможет ускорить оповещение о солнечных возмущениях.
                                                            0
                                                            Вы слишком серьезно реагируете на комментарий с двоеточием и скобкой.
                                                            • UFO just landed and posted this here
                                                                +2
                                                                А надо было ответить чем-то вроде «гы-гы :)», или «точно! :)»?

                                                                Неужели двоеточие и скобка отменяют любознательность? Мне вот стало интересно, почему парусные корабли в принципе могут плыть против ветра. Выяснил, теперь одним непонятным феноменом стало меньше.

                                                                Впрочем, каждому своё. :)
                                                            0
                                                            Проще простого — свернуть парус и падать на Солнце :)
                                                            • UFO just landed and posted this here
                                                            –1
                                                            давление солнечного света: фотоны воздействуют на парус с силой 0,01 ньютона

                                                            единица измерения давления — паскаль, он же ньютон на квадратный метр
                                                              0
                                                              фотоны воздействуют на парус с силой 0,01 ньютона

                                                            Only users with full accounts can post comments. Log in, please.