Където слънчевият вятър угасва на задна и вечността стои до нас … Какво очаква онези, които успяха да пробият хелиопаузата и да докоснат светлината на далечни звезди? Призрачното сияние на частици от пояса на Кайпер. Десетилетия на полет без възможност за замяна на повредени единици. Опити за установяване на комуникация със Земята от разстояние 200 астрономически единици.
Ще бъде ли възможно със съвременните технологии да се вземат толкова далечни граници? Летете до мястото, откъдето идват радиосигналите със закъснение от един ден? Дори светлината отстъпва на огромно разстояние, но човешкият ум върви напред.
Прескочете през дневната светлина
30 милиарда километра. 70 години полет с използване на съществуващи горни степени с двигатели с течно гориво. Съвременните междупланетни станции не са предназначени за подобни експедиции. След три до четири десетилетия радиоизотопната батерия умира. Доставките на хидразин в AMC ориентиращите двигатели се изчерпват. Комуникацията е прекъсната и сондата, която е заспала завинаги, се разтваря в безкрайното пространство.
Към днешна дата човечеството е успяло да построи шест „звездни кораба“, които са надвишили третата космическа скорост и са напуснали Слънчевата система завинаги.
Ето имената на героите.
Автоматични междупланетни станции от серията Pioneer номерирани 10 и 11. Стартирали през 1972-73. „Пионерите“достигнаха района на външните планети, като за пръв път предадоха снимки и научни данни от околностите на Юпитер и Сатурн. След като направиха маневра в гравитационното поле на гигантските планети, те напуснаха завинаги района на еклиптиката и влязоха в неравна битка с пространството и времето.
Комуникацията с Pioneer 11 беше прекъсната през 1995 г., когато вече беше далеч от орбитата на Плутон. Досега сондата се е отдалечила от Слънцето с 90 астрономически единици. и продължава пътя си към съзвездието на Щита.
Нейният близнак е продължил точно тридесет години в космоса: последните научни данни от Pioneer 10 са предадени на Земята през 2002 г. Според изчисленията през 2012 г. е трябвало да е на 100 AU. от слънцето. Сонда, която е заспала завинаги със златна плоча на борда, лети към Алфа Телец. Приблизително време на пристигане - 2 000 000 А. Д.
Следващите герои са участници в изумителната мисия Вояджър, най-голямата експедиция, правена някога на междупланетни полети. Две сонди тръгнаха на път през 1977 г. с надеждата да посетят околностите на всички външни планети. Основната мисия на Вояджър завърши с пълен триумф: сондите изследваха Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, техните пръстени и 48 спътника на гигантските планети от траекторията на прелитането. В момента на преминаване над горния облачен слой на Нептун, след 12 години полет и 4 милиарда километра изминато разстояние, отклонението на Вояджър 2 от изчислената траектория беше невероятните 200 метра!
Днес, 37 години след изстрелването си, те продължават пътуването си в междузвездния океан, отдалечавайки се от Земята на разстояние 107 и 130 а.е. Забавянето на радиосигнала от борда на Вояджър 1 е 17 часа 36 минути. Мощността на предавателя е само 26 вата, но сигналите му все още достигат земята.
Капацитетът на паметта на бордовия компютър на Voyager е 100 пъти по -малък от този на модерен mp3 плейър. Уникалното ретро оборудване продължава своята работа, чрез вихрите на електромагнитни бури и десетилетия работа в открито пространство. В резервоарите са останали няколко литра скъпоценен хидразин, а мощността на радиоизотопния генератор все още достига 270 вата. Вече извън орбитата на Нептун, програмистите от НАСА успяха да „препроектират“бордовия компютър на „Вояджър“: сега данните от сондата са кодирани с много сигурен двоен код на Рийд-Соломон (любопитно е, че по време на стартирането на „Вояджърс“такъв код все още не е се използва на практика). До началото на новия век сондите преминаха към резервен набор от двигатели за контрол на позицията (основният комплект беше направил 353 хиляди корекции по това време), но всеки ден сензорът на Слънцето е по -трудно да намери своята приглушена светлина срещу на фона на хиляди ярки звезди. Има заплаха от загуба на ориентация и загуба на комуникация със Земята.
През лятото на 2012 г. оборудването на Вояджър 1 регистрира рязък спад в интензивността на заредените частици на слънчевия вятър - сондата пресече границата на Слънчевата система, излизайки от хелиосферата. Сега сигналите на сондата се изкривяват от нов, никога досега записан звук-плазмата на междузвездната среда.
За девета година автоматичната станция „Нови хоризонти“, стартирала през януари 2006 г., изплува на космоса. Целта на мисията е Плутон, за чийто външен вид не знаем почти нищо. Приблизителен час на пристигане на дестинацията - 14 юли 2015 г. Девет години и половина полет - и само три дни за близко запознаване с най -далечната планета.
New Horizons напуснаха околоземната орбита с най -високата скорост сред всички космически кораби - 16, 26 км / с спрямо Земята или 45 км / с спрямо Слънцето, което автоматично направи New Horizons звезден кораб.
Очаква се след преминаването на Плутон сондата да продължи работата си на открито до средата на следващото десетилетие, след като се е оттеглила от това време от Слънцето с 50-55 астрономически единици. По -кратката продължителност на мисията в сравнение с Voyagers се дължи на кратката продължителност на работата на радиоизотопната „батерия“- до лятото на 2015 г. освобождаването на мощност на RTG ще бъде само 174 вата.
Малко зад "Новите хоризонти" лети друг забележителен обект-твърдо горивна горна степен ATK STAR-48B. Третият етап на ракетата-носител Atlas-5, който доведе сондата New Horizons към траекторията на заминаване към Плутон, също набира хелиоцентрична скорост и сега със сигурност ще напусне границите на Слънчевата система. Заедно с нея по същата причина две балансиращи тежести ще отлетят към звездите. Вторият етап (горен етап "Кентавър") остава в хелиоцентрична орбита с орбитален период от 2,83 години.
Според изчисленията, през октомври 2015 г. STAR-48B ще премине 200 милиона км от Плутон, а след това завинаги ще изчезне в дълбините на космоса.
Корабите ще заспят и времето ще загуби смисъл за тях. След стотици хиляди, може би милиони години всички тези изкуствени обекти ще достигнат звездите. Но учените се интересуват от възможността за създаване на ОПЕРАТИВЕН космически кораб, способен да продължи да работи в междузвездното пространство за продължителен период от време, отдалечавайки се от Слънцето на разстояние от стотици астрономически единици.
Проект TAU
TAU (Хиляда астрономически единици). Концепцията от 1987 г., която включва изпращане на автоматизирана станция на разстояние 1/60 светлинни години от Слънцето. Очакваното време за пътуване е 50 години. Целта на експедицията: изграждане на грандиозен далекомер на база 1000 AU, високо прецизно измерване на разстояния до звезди, включително тези извън нашата галактика. Вторични задачи: изследване на областта на хелиопаузата, решаване на проблема с космическата комуникация на свръхголеми разстояния, проверка на постулатите на теорията на относителността.
Захранването на сондата е малък по размер ядрен реактор с топлинна мощност 1 MW. Йонни двигатели с 10-годишен експлоатационен живот. Авторите на проекта TAU изхождаха изключително от съществуващите по това време технологии.
В момента най -подробният и осъществим проект на междузвездна експедиция е Innovative Interstellar Explorer. Сонда с компактен размер, носеща 35 кг научно оборудване на борда и оборудвана с три RTG и система за космическа комуникация, способна да осигури стабилна комуникация със Земята от разстояние 200 AU.
Ускорение с помощта на конвенционален ракетен ускорител на химическо гориво, гравитационна маневра в близост до Юпитер и йонни тласкачи, при които работната течност е ксенон. И трите тези технологии съществуват и са добре доказани на практика.
Марширащ йонен двигател на сондата Deep Space-1
Йонният двигател изисква две неща: работна течност (газ) и няколко киловата електричество. Поради незначителната консумация на работната среда, йонният двигател може да работи непрекъснато в продължение на десет години. Уви, тягата му също е незначителна - десети от Нютон. Това е напълно недостатъчно за изстрелване от земната повърхност, но при нулева гравитация, поради продължителна продължителна работа и висок специфичен импулс, такъв двигател е в състояние да ускори сондата до високи скорости.
В мисията Innovative Interstellar Explorer, използвайки три метода на ускорение, учените се надяват да ускорят сондата до скорост от 35-40 km / s (над 4 AU годишно). Това е изключително високо по стандартите на съвременната космонавтика („Вояджър 1“има рекорд от 17 км / сек), но е напълно осъществимо на практика при използване на съвременни електрически двигатели и радиоизотопни генератори с голям капацитет.
Изследванията по програмата Innovtive Interstellar Explorer се провеждат от специалисти на НАСА от 2003 г. Първоначално се предполагаше, че сондата ще бъде стартирана през 2014 г. и ще достигне целта си (преместване на 200 а.е. от Слънцето) през 2044 г.
Уви, най -близкият стартов прозорец беше пропуснат. Програмата за междузвездни сонди не е приоритетна програма за НАСА (за разлика от по -реалистичните марсоходи, междупланетни станции и космическия телескоп Webb в процес на изграждане).
Благоприятните условия за изстрелване на междузвездна сонда се повтарят на всеки 12 години (поради необходимостта от извършване на маневра в гравитационното поле на Юпитер). Следващия път „прозорецът“ще се отвори през 2026 г., но далеч не е фактът, че този шанс ще бъде използван по предназначение. Може би нещо ще бъде решено до 2038 г., но концепцията за Innovative Interstellar Explorer вероятно ще бъде безкрайно остаряла по това време.
Инженерите вече работят върху електротермични плазмени ускорители (VASIMR), магнитоплазмено-динамични двигатели и двигател на Хол. Тези вариации на електрическия ракетен двигател също имат висок специфичен импулс, сравним с ударите. имп. йонни двигатели, но те са способни да развият с порядък по -голяма тяга - т.е. ускорява кораба до зададените скорости за по -кратко време.
