Солнечные паруса полагаются на давление, оказываемое солнечным светом на большие поверхности. Поднимите парус ближе к Солнцу, и неудивительно, что эффективность увеличится. Предлагаемая новая миссия под названием Mercury Scout призвана использовать это для исследования Меркурия. Миссия составит карту поверхности Меркурия с разрешением до 1 метра и, используя поверхность паруса с высокой отражающей способностью для освещения затененных кратеров, сможет охотиться за водными отложениями.
В отличие от обычных ракетных двигателей, которым требуется топливо, которое само по себе увеличивает вес и, следовательно, требует больше топлива, солнечные паруса гораздо более эффективны. Свет, падающий на парус, может переместить зонд в космос. Это увлекательная концепция, которая восходит к 1600-м годам, когда Иоганн Кеплер предложил эту идею Галилео Галилею. Лишь в начале XXI века Планетарное общество создало космический корабль «Космос-1» с солнечным парусом. Он был запущен в июне 2005 года, но из-за неудачи он так и не достиг орбиты. Первым успешно запущенным солнечным парусом стал «Икарос», запущенный Японским агентством аэрокосмических исследований, он великолепно продемонстрировал осуществимость этой технологии.
С 1905 года было известно, что свет состоит из мельчайших частиц, известных как фотоны. У них нет массы, но во время путешествия в космосе они обладают импульсом. Когда теннисный мяч ударяется о ракетку, он отскакивает от струн, и часть импульса мяча передается ракетке. Аналогичным образом фотоны света, падающие на солнечный парус, передают часть своего импульса парусу, придавая ему небольшой толчок. Еще больше фотонов, попадающих в парус, дают еще один небольшой толчок, и по мере того, как они медленно накапливаются, космический корабль медленно ускоряется.
Mercury Scout будет использовать идею солнечного паруса в качестве основного двигателя, как только он достигнет околоземной орбиты. Основными задачами миссии являются составление карты распределения минералов на поверхности, получение изображений с высоким разрешением до 1 метра и выявление ледяных отложений в постоянно затененных кратерах. Солнечный парус был выбран потому, что он предлагает значительные технические и финансовые преимущества, снижая общую стоимость и сокращая время перехода к Меркурию.
Для движения модуля Mercury Scout потребуется парус площадью около 2500 квадратных метров и толщиной 2,5 микрона. Материал представляет собой алюминизированный CP1, аналогичный тому, который используется в теплозащитном экране космического телескопа Джеймса Уэбба. Паруса, четыре отдельных квадранта, разворачиваются вдоль опор из углеродного волокна и достигнут Меркурия ожидаемо через 3,8 года. По прибытии он перейдет на полярную орбиту, а затем еще 176 дней потратит на картографирование всей поверхности.
Чтобы можно было нанести на карту всю планету, орбиту придется поддерживать, регулируя угол паруса. Точно так же капитан парусного корабля может плыть против ветра, а иногда и против него, регулируя угол и положение паруса, чтобы солнечный парус можно было использовать для создания тяги в нужном направлении.
В отличие от других, более традиционных ракетных двигателей, срок службы которых обычно ограничивается наличием топлива, солнечный парус ограничен деградацией материала паруса. Продолжительность его жизни составляет около 10 лет. В настоящее время изучаются дополнительные покрытия, чтобы выяснить, можно ли продлить срок службы паруса.
Источник: MERCURY SCOUT: МИССИЯ СОЛНЕЧНОГО ПАРУСА К САМОЙ ВНУТРЕННЕЙ ПЛАНЕТЕ.
