1

6 декабря в 9:31 по московскому времени НАСА впервые осуществило операцию по развёртыванию «наноспутника» (размером с буханку хлеба!) автономным микроаппаратом, находящимся в космосе.

NanoSail-D был выпущен на волю «Быстрым доступным научно-техническим спутником» (Fast, Affordable, Science and Technology Satellite — FASTSAT).

«Наноспутники», они же «кубические спутники» (cubesats), обычно запускаются и выводятся на орбиту посредством механизма, известного как Poly-PicoSatellite Orbital Deployer (P-POD). Он устанавливается прямо на ракете-носителе. Это первый случай, когда НАСА разместило P-POD на микроспутнике.

FASTSAT отправился в космос 19 ноября. Главная цель мероприятия заключалась в демонстрации способности развёртывать полезные грузы непосредственно с помощью микроспутника.

NanoSail-D тоже получил шанс кое-что показать. Как только он оказался в состоянии свободного полёта, у него включился таймер. По истечении трёх суток за каких-то пять секунд произойдёт развёртывание полимерного паруса, что тоньше человеческого волоса. Площадь паруса — ок. 9 кв. м. В зависимости от атмосферных условий спутник пробудет на низкой орбите от 70 до 120 дней, а затем покажет в деле, как можно отводить небольшие объекты (спутники, космический мусор) с орбиты без участия двигателей, жгущих дорогостоящее топливо.

NanoSail-D разработан и построен инженерами Центра космических полётов НАСА им. Маршалла при технической и аппаратной поддержке Исследовательского центра НАСА им. Эймса.

2

Вместе с американским наноспутником на передовой науки находится японский аппарат IKAROS, запущенный в мае с. г. Он тоже снабжён солнечным парусом, но его миссия намного серьёзнее: зонд занят путешествием к дальней стороне Солнца, которое продлится три года.

IKAROS стал первым аппаратом, успешно продемонстрировавшим технологию развёртывания и использования солнечного паруса. Его предшественником был американский зонд Mariner 10, использовавший свои солнечные антенны в роли импровизированного паруса ещё в 1974 году. В 1993 году российская ракета «Прогресс-М-15» развернула зеркало «Знамя-2», которое в течение нескольких часов отбрасывало на Землю светлое пятно шириной в пять километров, пока не сгорело в атмосфере. В 2004 году Японское агентство аэрокосмических исследований впервые развернуло уже настоящий солнечный парус, но эксперимент продолжался всего 400 секунд.

Активно работает над технологией и негосударственная организация Planetary Society. Первая попытка запустить аппарат с солнечным парусом под названием «Космос-1» в 2005 году окончилась неудачей: ракета не справилась с поставленной задачей. Сейчас энтузиасты корпят над вторым спутником — Lightsail-1.

Что касается собственно Nanosail-D, следует заметить, что это тоже вторая модель. Первая отправилась в космос в августе 2008 года на борту ракеты Falcon-1, которая благополучно сгорела, так и не попав на орбиту.

3

Концепция солнечного паруса восходит к XVI веку. Знаменитый астроном Иоганн Кеплер, обратив внимание на то, что хвост комет всегда направлен в обратную сторону от Солнца, предположил существование чего-то наподобие солнечного ветра. Сегодня наука знает, что не имеющие массы фотоны в то же время обладают количеством движения. Так что, по сути, солнечный парус — это не более чем лист металла или пластика, покрытого металлом с высокой отражающей способностью.

Солнечный парус может увести человечество очень далеко. Для разгона достаточно поместить ультралёгкий аппарат максимально близко к Солнцу — где-то в районе орбиты Меркурия. Это позволит ему за 10–15 лет преодолеть 200 астрономических единиц. Конечно, это не самая впечатляющая скорость — ведь до ближайшей звезды зонду придётся лететь семь тысяч лет. Но уже сейчас подумывают о том, чтобы изготовить парус из 50-нанометрового бериллиевого листа, и тогда время путешествия сократится до двух тысяч лет. Сделайте парус ещё более лёгким (скажем, из метаматериалов или с помощью перфорации), — и скорость возрастёт. Углеродные трубки и графен, быть может, сократят наше неминуемое путешествие на Альфу Центравра до какой-нибудь тысячи лет...

Но как бы то ни было, все солнечные паруса будут иметь один существенный недостаток: разогнавшись, по мере удаления от Солнца они будут неизбежно снижать скорость. Но что если человечество научится создавать искусственный солнечный ветер с помощью лазера и корпускулярно-лучевой технологии? Концентрированный пучок фотонов, направленный в нужную сторону, — и аппарат сможет долететь в пределах человеческой жизни. Для этого понадобятся а) очень-очень большой лазер, б) очень-очень большой парус, в) очень-очень много денег и г) ещё пара-тройка сотен лет научно-технического прогресса.