Ten, kur saulės vėjas užgęsta, o amžinybė stovi šalia mūsų … Kas laukia tų, kurie sugebėjo prasiveržti per heliopauzę ir paliesti tolimų žvaigždžių šviesą? Vaiduokliškas Kuiperio juostos dalelių švytėjimas. Dešimtmečių skrydis be galimybės pakeisti sugedusius agregatus. Bandymai užmegzti ryšį su Žeme iš 200 astronominių vienetų atstumo.
Ar su šiuolaikinėmis technologijomis bus galima pasiekti tokias tolimas sienas? Skristi ten, iš kur sklinda radijo signalai, vėluojant dienai? Netgi šviesa užleidžia didžiulį atstumą, tačiau žmogaus protas eina į priekį.
Peršokti dienos šviesą
30 milijardų kilometrų. 70 metų skrydis naudojant esamas viršutines pakopas su skystojo kuro varikliais. Šiuolaikinės tarpplanetinės stotys nėra skirtos tokioms ekspedicijoms. Po trijų ar keturių dešimtmečių radioizotopo baterija miršta. AMC orientacijos varikliuose baigiasi hidrazino atsargos. Ryšys nutrūksta, o amžinai užmigęs zondas ištirpsta begalinėje erdvėje.
Iki šiol žmonijai pavyko pastatyti šešis „žvaigždinius laivus“, kurie viršijo trečiąjį kosminį greitį ir amžiams paliko Saulės sistemą.
Čia yra herojų vardai.
Automatinės tarpplanetinės „Pioneer“serijos stotys buvo 10 ir 11. Paleistos 1972–1973 m. „Pionieriai“pasiekė išorinių planetų regioną, pirmą kartą į Žemę perdavę nuotraukas ir mokslinius duomenis iš Jupiterio ir Saturno apylinkių. Padarę manevrą milžiniškų planetų gravitaciniame lauke, jie amžiams paliko ekliptikos regioną ir stojo į nelygią kovą su erdve ir laiku.
Ryšys su „Pioneer 11“buvo nutrauktas 1995 m., Kai jis jau buvo toli už Plutono orbitos. Iki šiol zondas nutolo nuo Saulės 90 AS. ir tęsia savo kelią link Skydo žvaigždyno.
Jo dvyniai kosmose išsilaikė lygiai trisdešimt metų: naujausi moksliniai „Pioneer 10“duomenys buvo perduoti Žemei 2002 m. Remiantis skaičiavimais, 2012 m. Ji turėjo būti 100 AS. iš saulės. Amžinai užmigęs zondas su auksine plokštele laive skrenda link Alfa Tauro. Numatomas atvykimo laikas - 2 000 000 A. D.
Kiti herojai yra nuostabios misijos „Voyager“-didžiausios kada nors vykusios tarpplanetinių skrydžių ekspedicijos-dalyviai. 1977 metais du zondai pasuko kelią, tikėdamiesi aplankyti visų išorinių planetų apylinkes. Pagrindinė „Voyager“misija baigėsi triumfu: zondai tyrinėjo Jupiterį, Saturną, Uraną, Neptūną, jų žiedus ir 48 milžiniškų planetų palydovus pagal skrydžio trajektoriją. Praėjus virš viršutinio Neptūno debesų sluoksnio, po 12 metų skrydžio ir 4 milijardų kilometrų nuvažiuoto „Voyager 2“nukrypimas nuo apskaičiuotos trajektorijos buvo neįtikėtinas 200 metrų!
Šiandien, praėjus 37 metams nuo jų paleidimo, jie tęsia savo kelionę tarpžvaigždiniame vandenyne, tolsdami nuo Žemės 107 ir 130 AS atstumu. Radijo signalo vėlavimas iš „Voyager 1“plokštės yra 17 valandų 36 minučių. Siųstuvo galia yra tik 26 vatai, tačiau jo signalai vis dar pasiekia žemę.
Borto kompiuterio „Voyager“atminties talpa yra 100 kartų mažesnė nei šiuolaikinio mp3 grotuvo. Unikali retro įranga tęsia savo darbą per elektromagnetinių audrų sūkurius ir dešimtmečius trukusį darbą atviroje erdvėje. Cisternose liko keli litrai tauriojo hidrazino, o radioizotopų generatoriaus galia vis dar siekia 270 vatų. Jau už Neptūno orbitos NASA programuotojams pavyko „atnaujinti“„Voyager“borto kompiuterį: dabar zondo duomenys yra užkoduoti itin saugiu dvigubu „Reed-Solomon“kodu (įdomu, kad paleidžiant „Voyagers“toks kodas dar nebuvo buvo naudojamas praktikoje). Iki naujojo amžiaus pradžios zondai perėjo į atsarginį požiūrio valdymo variklių rinkinį (pagrindinis rinkinys iki to laiko padarė 353 tūkst. Pataisymų), tačiau kiekvieną dieną Saulės jutikliui vis sunkiau rasti savo silpną šviesą. tūkstančių ryškių žvaigždžių fone. Kyla grėsmė prarasti orientaciją ir prarasti ryšį su Žeme.
2012 metų vasarą „Voyager 1“įranga užfiksavo staigų saulės vėjo įkrautų dalelių intensyvumo sumažėjimą - zondas kirto Saulės sistemos sieną, išlipo iš heliosferos. Dabar zondo signalus iškraipo naujas, niekada anksčiau neįrašytas garsas-tarpžvaigždinės terpės plazma.
Jau devintus metus į kosmosą veržiasi 2006 metų sausį paleista automatinė stotis „New Horizons“, kurios tikslas - Plutonas, apie kurio išvaizdą beveik nieko nežinome. Numatomas atvykimo į paskirties vietą laikas - 2015 m. Liepos 14 d. Devyneri su puse metų skrydžio - ir tik trys dienos artimai pažinčiai su tolimiausia planeta.
„New Horizons“paliko beveik Žemės orbitą didžiausiu greičiu tarp visų erdvėlaivių - 16, 26 km / s Žemės atžvilgiu arba 45 km / s Saulės atžvilgiu, todėl „New Horizons“automatiškai tapo žvaigždės laivu.
Tikimasi, kad pravažiavus Plutoną, zondas tęs savo darbą atviroje erdvėje iki kito dešimtmečio vidurio, iki to laiko pasitraukęs nuo Saulės 50-55 AS. Trumpesnė misijos trukmė, lyginant su „Voyagers“, yra dėl trumpos radioizotopo „baterijos“veikimo trukmės - iki 2015 m. Vasaros RTG galios bus tik 174 vatai.
Šiek tiek už „New Horizons“skrenda dar vienas puikus objektas-kietojo kuro kuro viršutinė pakopa ATK STAR-48B. Trečiasis raketos „Atlas-5“etapas, atvedęs zondą „New Horizons“į savo išvykimo trajektoriją į Plutoną, taip pat įgijo heliocentrinį greitį ir dabar tikrai paliks Saulės sistemos ribas. Kartu su ja dėl tos pačios priežasties į žvaigždes nuskris du balansuojantys svoriai. Antrasis etapas (viršutinė „Kentauro“pakopa) liko heliocentrinėje orbitoje, kurios orbitos periodas buvo 2,83 metų.
Remiantis skaičiavimais, 2015 m. Spalio mėn. STAR-48B praeis 200 milijonų km nuo Plutono, o paskui amžinai išnyks į kosmoso gelmes.
Laivai užmigs ir laikas jiems praras prasmę. Per šimtus tūkstančių, o gal milijonus metų visi šie žmogaus sukurti objektai pasieks žvaigždes. Tačiau mokslininkus domina galimybė sukurti OPERATING erdvėlaivį, galintį ilgą laiką tęsti darbą tarpžvaigždinėje erdvėje, tolstant nuo Saulės šimtų astronominių vienetų atstumu.
TAU projektas
TAU (tūkstančiai astronominių vienetų). 1987 m. Koncepcija, apimanti automatinės stoties siuntimą 1/60 šviesmečių atstumu nuo Saulės. Numatomas kelionės laikas yra 50 metų. Ekspedicijos tikslas: sukurti grandiozinį 1000 AU atstumo ieškiklį, labai tiksliai išmatuoti atstumus iki žvaigždžių, įskaitant tas, kurios yra už mūsų galaktikos ribų. Antrinės užduotys: heliopauzės regiono tyrimas, itin tolimojo erdvės ryšio problemos sprendimas, reliatyvumo teorijos postulatų patikrinimas.
Zondo maitinimo šaltinis yra mažo dydžio branduolinis reaktorius, kurio šiluminė galia yra 1 MW. Jonų variklis, kurio tarnavimo laikas yra 10 metų. TAU projekto autoriai rėmėsi išimtinai tuo metu egzistuojančiomis technologijomis.
Šiuo metu išsamiausias ir įmanomas tarpžvaigždinės ekspedicijos projektas yra novatoriškas tarpžvaigždinis tyrinėtojas. Kompaktiško dydžio zondas, kuriame yra 35 kg mokslinės įrangos ir trys RTG bei kosminių ryšių sistema, galinti užtikrinti stabilų ryšį su Žeme iš 200 AU atstumo.
Pagreitis naudojant įprastą raketinį greitintuvą naudojant cheminį kurą, gravitacinis manevras netoli Jupiterio ir jonų varikliai, kuriuose darbinis skystis yra ksenonas. Visos trys šios technologijos egzistuoja ir yra gerai įrodytos praktikoje.
Zondo „Deep Space-1“kovinis jonų variklis
Jonų varikliui reikia dviejų dalykų: darbinio skysčio (dujų) ir kelių kilovatų elektros energijos. Dėl nedidelio darbinės terpės suvartojimo joninis variklis gali nepertraukiamai veikti dešimt metų. Deja, jo trauka taip pat nereikšminga - dešimtadaliai Niutono. To visiškai nepakanka paleidimui iš Žemės paviršiaus, tačiau esant nulinei gravitacijai, dėl nuolatinio ilgalaikio veikimo ir didelio specifinio impulso toks variklis sugeba pagreitinti zondą iki didelio greičio.
Vykdydami „Innovative Interstellar Explorer“misiją, naudodamiesi trimis pagreičio metodais, mokslininkai tikisi pagreitinti zondą iki 35–40 km / s greičio (per 4 AU per metus). Tai itin aukšta pagal šiuolaikinės kosmonautikos standartus („Voyager 1“yra 17 km / s rekordas), tačiau praktiškai tai yra gana įmanoma, naudojant šiuolaikinius elektrinius varomuosius variklius ir didelės talpos radioizotopų energijos generatorius.
Tyrimus pagal programą „Innovtive Interstellar Explorer“NASA specialistai atlieka nuo 2003 m. Iš pradžių buvo manoma, kad zondas bus paleistas 2014 m., O tikslą (200 AU nuo Saulės) pasieks 2044 m.
Deja, artimiausias pradžios langas buvo praleistas. Tarpžvaigždinių zondų programa nėra prioritetinė NASA programa (skirtingai nuo realesnių Marso roverių, tarpplanetinių stočių ir statomo „Webb“kosminio teleskopo).
Palankios sąlygos tarpžvaigždiniam zondui paleisti kartojamos kas 12 metų (dėl būtinybės atlikti manevrą Jupiterio gravitacijos lauke). Kitą kartą „langas“atsivers 2026 m., Tačiau toli gražu ne tai, kad ši galimybė bus panaudota pagal paskirtį. Galbūt kažkas bus nuspręsta iki 2038 m., Tačiau novatoriško tarpžvaigždinio tyrinėtojo koncepcija iki to laiko greičiausiai bus be galo pasenusi.
Inžinieriai jau dirba su elektroterminiais plazmos greitintuvais (VASIMR), magnetoplazmos dinaminiais varikliais ir „Hall“varikliu. Šie elektrinio raketinio variklio variantai taip pat turi didelį specifinį impulsą, panašų į smūgius. imp. jonų varikliai, tačiau jie sugeba išvystyti eilę didesnės traukos - t.y. pagreitinti laivą iki nurodyto greičio per trumpesnį laiką.
