Краудфандинговый космический корабль LightSail 2 готовится к полету на солнечном свете
Среди многих космических спутников, поднимающихся в космос во время запуска Falcon Heavy, LightSail 2, который принадлежит Planetary Society, может быть самым интересным. Если все пойдет хорошо, через неделю после запуска спутник будет перемещаться в пространстве - медленно, но верно, под силой, воздействующей на него солнечным светом.
LightSail 2 не имеет двигателей, работающих на солнечной энергии и не использует солнечную энергию или тепло для каких-либо вторичных целей, он будет буквально двигаться благодаря физической силе фотонов, поражающих его огромный блестящий парус. Об этом сообщает Информатор Tech, ссылаясь на TechCrunch. Это идея, объяснил генеральный директор Planetary Society и признанный научный сотрудник Билл Най, которая уходит в глубь веков. «Это действительно восходит к 1600-м», сказал он. «Кеплер пришел к выводу, что сила солнца должна вызывать кометные хвосты и другие эффекты, и «он предположил, что смелые люди однажды проплывут в пустоте».
«Я познакомился с этим в 1970-х, в эпоху диско. Я был в классе астрономии Карла Сагана... вау, 42 года назад, и он говорил о солнечном плавании, - вспоминает Най. «Я присоединился к Planetary Society, когда оно было создано в 1980 году, и с тех пор мы говорим о солнечных парусах. Это действительно романтическое понятие, которое имеет огромное практическое применение. Есть несколько миссий, для которых солнечные паруса абсолютно идеально подходят».
В первую очередь это будут долгосрочные миссии на средней орбите, где кораблю необходимо оставаться на орбите, но все же отойти на небольшую дистанцию?? от родной планеты, или, в будущем, дальние миссии, где медленные и устойчивое ускорение от солнца или лазера было бы более практичным, чем другой метод движения.
Профиль миссии
Возможно, многие заметили «2» в названии миссии. LightSail 2 действительно второй в своем роде корабль, первый запущен в 2015 году, но не планировалось стать чем-то большим, чем тестовое развертывание, которое сгорело бы через неделю или около того. У этой миссии были некоторые сбои: парус не раскрылся в полной мере, а компьютерный сбой нарушил связь с кораблем. Он не должен был летать на солнечных парусах и не летал.
«Мы отправили CubeSat, мы проверили радио, связь, общую электронику, и мы развернули парус, и мы получили изображение этого развернутого паруса в космосе», - сказала главный операционный директор Дженнифер Вон. «Это был просто тест развертывания, солнечного плавания не было ». Но это проложило путь для его преемника, который попытается «проплыть» в космосе. Хотя до этого и была миссия JAXA IKAROS на Венеру, которая была немного больше, но создатели LightSail 2 говорят, что она не так эффективна как их творение.
Совершенно новый космический корабль, загруженный в корпус 3U CubeSat - размером с буханку хлеба, поднимающейся на высоту около 720 километров. Там он отсоединяться и будет свободно плавать в течение недели, чтобы уйти от остальной части освобождаемых грузов. Как только разработка благополучно сама по себе выстрелит из своего корабля-носителя, она начнет разворачивать парус. Из этого пакета размером с буханку появится пространство светоотражающего майлара площадью 32 квадратных метра - размером с боксерский ринг.
Внутри корпуса космического корабля также находится то, что называется реактивным колесом, которое можно вращать или замедлять, чтобы придать кораблю противоположную силу, заставив его изменить свое положение в космосе. С помощью этого метода LightSail 2 будет постоянно ориентироваться так, что фотоны, поражающие его, будут продвигать его в желаемом направлении, подталкивая его на желаемую орбиту.
Двигатель мощностью 1 л. с.
Команда объяснила, что тяга очень мала - как и следовало ожидать. Фотоны не имеют массы, но они имеют импульс. Конечно, не много, но больше нуля, и это главное. «С точки зрения величины силы, которую солнечное давление будет оказывать на нас, оно находится на уровне микроньютона», - сказал менеджер проекта LightSail Дейв Спенсер. «Это очень мало по сравнению с химическим двигателем, очень мало даже по сравнению с электрическим. Но ключ к солнечному плаванию в том, что он всегда доступен».
«У меня есть много цифр, которые я люблю», - говорит Най, и подробно описал одну из них: «Это девять микроньютонов на квадратный метр. Таким образом, если у вас есть 32 квадратных метра, вы получите около ста микроньютонов. Звучит не так много, но, как отмечает Дейв, они непрерывны. Как только ракетный двигатель останавливается, когда у него заканчивается топливо, все готово. Но солнечный парус получает непрерывный толчок днем?? и ночью».
Брюс Беттс, главный ученый LightSail, также добавил, чтобы сделать цифры немного более приближенными: «Общая сила на парусе примерно равна весу мухи дома на вашей руке на Земле». Тем не менее, если вы добавляете еще одну муху каждую секунду в течение нескольких часов, довольно скоро вы получите действительно значительное ускорение. Эта миссия призвана выяснить, сможем ли мы захватить эту силу.
«Мы очень рады этому запуску, - сказал Най, - потому что мы собираемся подняться на достаточно большую высоту, чтобы уйти от атмосферы, достаточно далеко, чтобы мы действительно смогли собрать орбитальную энергию и получить некоторые, я надеюсь, вдохновляющие картины».
Второй спутник похож на первый
Команда LightSail сделала некоторые улучшения в этой модели спутника по сравнению с прошлой, хотя в целом она в основном такая же, относительно простая и недорогая. По словам Спенсера, краудфандинг и пожертвования за последнее десятилетие обеспечили немало денег для реализации этого проекта, но это все еще лишь малая часть того, что NASA могло бы потратить на аналогичную миссию. «Эта миссия будет гораздо более надежной, чем предыдущий LightSail 1, но, как мы говорили ранее, она выполняется небольшой командой», - сказал он. «У нас был очень маленький бюджет по сравнению с нашими коллегами из NASA, вероятно, 1/20 от бюджета, который будет иметь аналогичная миссия NASA. Это недорогой космический корабль».
Но улучшения специально предназначены для решения основных проблем, с которыми столкнулся предшественник LightSail 2. Во-первых, компьютер внутри был модернизирован, чтобы стать более надежным (хотя и не радиационно-стойким), и получил возможность распознавать неисправности и при необходимости перезагружаться - им не придется ждать, как это было для LightSail 1, случайного космического излучения.
Развертывание самого паруса также улучшилось. Предыдущий растягивался примерно до 90% от полной ширины и не мог быть отрегулирован после раскрытия. Впоследствии, по словам Беттса, были проведены испытания, чтобы точно определить, сколько оборотов должен совершить двигатель, чтобы удлинить парус до 100%. Мало того, они нанесли маркировку на выдвижные штанги или стержни, которые помогут дважды проверить, как прошло развертывание. «У нас есть возможность на орбите расширить ее немного больше, если она выглядит не полностью расширенной», - сказал он.
Никто не пытался выполнить такую?? миссию, даже IKAROS, у которой был совершенно другая цель полета. Команда надеется, что их датчики и программное обеспечение справятся с этой задачей. И ситуация должна проясниться в течение нескольких часов после разворачивания паруса. Конечно, это по-прежнему в основном эксперимент, и то, что команда узнает из этого, они вложат в любую будущую миссию LightSail, которую они предпримут, но также поделятся ею с сообществом космических полетов.
«Мы все знаем друг друга, и мы все делимся информацией», сказал Най. «И это действительно так - я буду говорить об этом столько, сколько смогу - действительно здорово наконец-то летать при помощи Солнца. Это почти 2020 год, и мы говорим об этом уже 40 лет. Это очень, очень круто». LightSail 2 запустится на борту SpaceX Falcon Heavy не раньше 24 июня.
Раннее мы сообщали о том, что в апреле уже состоялся первый, пробный запуск ракеты Falcon Heavy. Также NASA Mars 2020 Rover получил новые колеса, а робот-помощник на МКС сам летает в космосе.
