Со второй попытки НАСА развернуло в космосе солнечный парус. Блестящее полотно площадью 90 квадратных метров закинули на орбиту в сложенном виде еще в апреле с помощью специальной ракеты.
Неизвестно, почему так долго медлили с распаковкой, в августе наконец попытались, не получилось, потом все удалось, и НАСА отчиталось об очередном успехе.
Вот только зря: наблюдатели говорят, что объект совершает бессмысленные повороты и, вероятно, падает. В НАСА нехотя признают, что проблема есть, но неудачу признать не спешат.
Как ветер надувает паруса, и не нужно другой энергии – так давление солнечного света в открытом космосе могло бы двигать между планетами небольшие спутники. Медленный полет – зато дешево, без топлива, и бесконечно – пока сияет Солнце.
Идея бродит по страницам научной фантастики уже почти век, наконец, НАСА приступило к решительному опыту. Новое устройство создано из композитных наноматериалов и технологически превосходит все, произведенное прежде, сказано на официальной странице проекта.
Несмотря на то, что высота орбиты вдвое больше, чем у МКС, парус отлично видно с Земли (даже мне он несколько раз уже попадался на глаза), и первым тревогу забил доктор Марко Лангбрук из Нидерландов, который следит за полетом со специализированной станции. Доктора насторожило, что «звездочка» - видимый с Земли парус – постоянно меняет блеск. Парус то тускнеет, то превосходит по блеску самые яркие звезды. Это говорит о том, что он беспорядочно вращается. Так быть не должно.
По наблюдениям Лангбрука, «поползла» и его орбита. Возможно, он просто сваливается на Землю. Выводы доктора подтверждаются десятками видео от других любителей и профессионалов.
Что делает НАСА? Признает проблему, но заявляет: так и планировалось. «В настоящее время космический корабль кувыркается в рамках запланированной последовательности развертывания паруса», сообщила пресс-служба НАСА, и их определенно учили «работать с возражениями», вот только пресс-служба космического агентства – не чат магазина, и пресс-релизы получают понимающие люди.
Поэтому агентство стали бомбардировать дополнительными запросами, и пресс-служба нехотя сообщила, что система ориентации в настоящий момент «отключена». «Систему включат, когда команда будет удовлетворена натяжением паруса», - последний перл пресс-службы, который окончательно все запутывает.
Мысль, что свет давит, пришла в голову в XVII веке Иоганну Кеплеру – когда о фотоне и квантовой механике понятия не имели. Заметив, что хвосты комет отброшены от Солнца, Кеплер решил, что их сдувает свет, и тут же домыслил остальное: «Вообразите парусные корабли, приспособленные к небесным бризам, и найдутся те, кто отважится пересечь пустоту», писал он в письме Галилею. Поражаешься, насколько гениальны и прозорливы могут быть некоторые люди.
Хотя Максвелл в середине XIX века рассчитал силу эффекта, доказывать, что давление существует, пришлось в Московском университете физику Петру Лебедеву в 1899 году. Открытие стоило Лебедеву много крови, потому что с ним был не согласен примерно никто. Тем не менее, поставленные им тончайшие опыты все подтвердили.
Но у концепции светового давления все равно какая-то нескладная судьба. Примерно в те же годы появились радиометры (вертушки) Крукса, которые сегодня продаются в небезызвестном китайском магазине. В колбе – черные и белые лопасти, посветишь – крутятся. Все неофиты уверены, это и есть световое давление. И каждому новому поколению любопытных школьников приходится объяснять: нет. Свет создает тепло внутри колбы, от тепла – ветер, который и крутит лопасти. Недавно известный научный блогер в который раз откачал из колбы воздух и показал, что лопасти не вращаются. Тем не менее, вертушка Крукса мегапопулярна в среде альтернативных «ученых», и бросает тень на идею светового давления (которое намного слабее).
Константин Циолковский разработал концепт солнечного паруса, и в принципе он с тех пор не менялся.
Уже на заре космической эры было понятно, что реальное световое давление – это сила, с которой, несмотря на незначительность самого давления, на больших расстояниях надо считаться. Так, первые корабли, отправившиеся к Марсу еще в 1960-е, были сдуты на тысячи километров. И уже Маринер-10 в 1973 году безо всякого паруса применил силу света, чтобы сэкономить топливо на маневре.
А там и фантастика подоспела. У Артура Кларка в космосе устраивают гонки на солнечных парусах, а Карл Саган предлагал немедленно запустить парус, чтобы встретиться с кометой Галлея в 1986 году.
Но реального паруса пришлось подождать, и первыми опять же были мы: 4 февраля 1993 года на станции «Мир» россияне выпустили в свободный полет небольшое экспериментальное устройство. Но опыты показали, что гладко на бумаге. Только в 2010-м японцам удалось запустить зонд ИКАРОС, первый в истории корабль, который питался только светом. Он полетел к Венере и вполне себе развил тягу. Впрочем, из-за неудачного маневра он быстро впал в спячку.
До нынешней миссии НАСА уже пыталось запустить парус, но все опыты показывают: ловить ветер непросто. Видимо, с этой проблемой столкнулся и нынешний зонд.
Несмотря на то, что давление света ничтожно, пользоваться парусами можно не только у Солнца, но и по всей Солнечной системе, включая окраины. Дело в том, что энергия отдельного фотона не становится меньше на орбите условного Плутона. Он точно так же бьет и давит. Просто меньше самих фотонов. Ничего, медленнее полетим.
Если установить на борту лазер, как бы поддув, можно отправиться и к звездам.
Паруса не так медленны, кстати. Согласно расчетам, до Юпитера можно добраться за два года, до Нептуна за 8 лет – а примерно так же летят и обычные ракеты. На мощном лазере до Альфы Центавра домчишься за сорок лет, и это настолько фантастический результат, что сомневаешься, а верны ли расчеты. Ведь до этой звезды 4 световых года. Скорость в одну десятую скорости света, что ли, разовьешь?
Почему и говорим: гладко на бумаге. Пока, как видим, даже около Земли не все гладко проходит.
Солнечный парус можно увидеть своими глазами. Для этого существует специальный сервис. Вам надо ввести название своего населенного пункта, и выбрать нужную миссию (ACS3 Solar Sail). В ответ программа сгенерирует вам таблицу, где будет время пролета, и куда смотреть (азимуты, где парус поднимется над горизонтом, и где скроется). Парус выглядит как обычный спутник, то есть звездочка, которая довольно быстро летит. Вы сможете также убедиться, что ее блеск постоянно меняется. Теперь вы знаете, почему.
Очень соблазнительно написать, что в световой парус дует солнечный ветер. Но это было бы грубой ошибкой. Солнечный ветер – это поток плазмы и заряженных частиц, которые отлетают от Солнца после вспышек. А паруса надувает сам свет, то есть электромагнитное излучение. Теоретически вы можете устроить парус от простой лампы – конечно, на практике ничего не получится. Воздействует ли на парус и солнечный ветер? В какой-то степени да, и это учитывается при расчетах.
Автор: Евгений АРСЮХИН
