Onde o vento solar morre à popa e a eternidade fica ao nosso lado … O que espera aqueles que conseguiram romper a heliopausa e tocar a luz de estrelas distantes? O brilho fantasmagórico das partículas do cinturão de Kuiper. Décadas de voo sem possibilidade de substituição de unidades em falha. Tenta estabelecer comunicação com a Terra a uma distância de 200 unidades astronômicas.
Será possível com tecnologias modernas tomar essas fronteiras distantes? Voar para de onde vêm os sinais de rádio com um atraso de um dia? Até a luz dá lugar a uma distância enorme, mas a mente humana segue em frente.
Pule a luz do dia
30 bilhões de quilômetros. 70 anos de voo usando estágios superiores existentes com motores de propelente líquido. As estações interplanetárias modernas não são projetadas para tais expedições. Depois de três a quatro décadas, a bateria do radioisótopo morre. O suprimento de hidrazina nos motores de orientação AMC está acabando. A comunicação é desconectada e a sonda, que adormeceu para sempre, se dissolve no espaço infinito.
Até o momento, a humanidade conseguiu construir seis "naves estelares" que ultrapassaram a terceira velocidade cósmica e deixaram o sistema solar para sempre.
Aqui estão os nomes dos heróis.
Estações interplanetárias automáticas da série Pioneer numeradas 10 e 11. Lançado em 1972-73. Os "pioneiros" alcançaram a região dos planetas exteriores, transmitindo fotografias e dados científicos das vizinhanças de Júpiter e Saturno para a Terra pela primeira vez. Tendo feito uma manobra no campo gravitacional dos planetas gigantes, eles deixaram a região da eclíptica para sempre e entraram em uma batalha desigual com o espaço e o tempo.
A comunicação com a Pioneer 11 foi interrompida em 1995, quando já estava muito além da órbita de Plutão. Até agora, a sonda se afastou do Sol em 90 UA. e continua seu caminho em direção à constelação do Escudo.
Seu gêmeo durou exatamente trinta anos no espaço sideral: os dados científicos mais recentes do Pioneer 10 foram transmitidos à Terra em 2002. Pelos cálculos, em 2012 deveria ter sido de 100 UA. do sol. Uma sonda que adormeceu para sempre com uma placa de ouro a bordo voa em direção a Alpha Taurus. Tempo estimado de chegada - 2.000.000 d. C.
Os próximos heróis são os participantes da missão Voyager alucinante, a maior expedição já feita em voos interplanetários. Duas sondas pegaram a estrada em 1977 com a esperança de visitar as vizinhanças de todos os planetas exteriores. A missão principal da Voyager terminou em triunfo completo: as sondas estudaram Júpiter, Saturno, Urano, Netuno, seus anéis e 48 satélites dos planetas gigantes da trajetória de voo. No momento da passagem sobre a camada superior de nuvens de Netuno, após 12 anos de vôo e 4 bilhões de km de distância percorrida, o desvio da Voyager 2 da trajetória calculada foi de incríveis 200 metros!
Hoje, 37 anos após seu lançamento, eles continuam sua jornada no oceano interestelar, afastando-se da Terra a uma distância de 107 e 130 UA. O atraso do sinal de rádio da placa da Voyager 1 é de 17 horas e 36 minutos. A potência do transmissor é de apenas 26 watts, mas seus sinais ainda estão alcançando a terra.
A capacidade de memória do computador de bordo Voyager é 100 vezes menor do que a de um mp3 player moderno. O equipamento retro exclusivo continua seu trabalho, através dos redemoinhos de tempestades eletromagnéticas e décadas de trabalho em espaço aberto. Restam vários litros da preciosa hidrazina nos tanques e a potência do gerador de radioisótopos ainda chega a 270 watts. Já além da órbita de Netuno, os programadores da NASA conseguiram "reflash" do computador de bordo da Voyager: agora os dados da sonda estão codificados com um código Reed-Solomon duplo altamente seguro (curiosamente, durante o lançamento das Voyagers, esse código ainda não foi utilizado na prática). No início do novo século, as sondas mudaram para um conjunto reserva de motores de controle de atitude (o conjunto principal havia feito 353 mil correções naquela época), mas a cada dia é mais difícil para o sensor solar encontrar sua luz fraca contra o fundo de milhares de estrelas brilhantes. Existe uma ameaça de perda de orientação e perda de comunicação com a Terra.
No verão de 2012, o equipamento da Voyager 1 registrou uma queda acentuada na intensidade das partículas carregadas do vento solar - a sonda cruzou a fronteira do sistema solar, saindo da heliosfera. Agora os sinais da sonda são distorcidos por um novo som nunca antes gravado - o plasma do meio interestelar.
Há nove anos, está a surgir a estação automática "Novos Horizontes", lançada em Janeiro de 2006. O objectivo da missão é Plutão, de cuja aparência quase nada sabemos. Tempo estimado de chegada ao destino - 14 de julho de 2015. Nove anos e meio de vôo - e apenas três dias para um conhecimento próximo do planeta mais distante.
A New Horizons deixou a órbita próxima à Terra com a maior velocidade entre todas as espaçonaves - 16, 26 km / s em relação à Terra ou 45 km / s em relação ao Sol, o que automaticamente fez da New Horizons uma nave estelar.
Espera-se que após a passagem de Plutão, a sonda continue seu trabalho em espaço aberto até meados da próxima década, já tendo se retirado do Sol por 50-55 UA. A menor duração da missão em comparação com as Voyagers se deve à curta duração da operação da “bateria” do radioisótopo - no verão de 2015, a liberação de energia dos RTGs será de apenas 174 watts.
Um pouco atrás do "New Horizons" voa outro objeto notável - um estágio superior de propelente sólido ATK STAR-48B. O terceiro estágio do veículo de lançamento Atlas-5, que trouxe a sonda New Horizons à sua trajetória de partida para Plutão, também ganhou velocidade heliocêntrica e agora certamente deixará os limites do sistema solar. Junto com ela, pelo mesmo motivo, dois pesos de equilíbrio voarão para as estrelas. O segundo estágio (estágio superior "Centaurus") permaneceu em uma órbita heliocêntrica com um período orbital de 2,83 anos.
De acordo com os cálculos, em outubro de 2015 o STAR-48B passará 200 milhões de km de Plutão e então desaparecerá para sempre nas profundezas do espaço.
Os navios adormecerão e o tempo perderá sentido para eles. Em centenas de milhares, talvez milhões de anos, todos esses objetos feitos pelo homem chegarão às estrelas. Mas os cientistas estão interessados na possibilidade de criar uma espaçonave OPERANTE capaz de continuar a trabalhar no espaço interestelar por um longo período de tempo, afastando-se do Sol a uma distância de centenas de unidades astronômicas.
Projeto TAU
TAU (Mil unidades astronômicas). O conceito de 1987, que envolvia o envio de uma estação automatizada a uma distância de 1/60 anos-luz do sol. O tempo estimado de viagem é de 50 anos. O objetivo da expedição: construção de um telêmetro grandioso com base em 1000 UA, medição de alta precisão das distâncias às estrelas, incluindo aquelas fora de nossa galáxia. Tarefas secundárias: estudo da região da heliopausa, solução do problema da comunicação espacial a distâncias ultralongas, verificação dos postulados da teoria da relatividade.
A fonte de alimentação da sonda é um reator nuclear de pequeno porte com potência térmica de 1 MW. Motor iônico com vida útil de 10 anos. Os autores do projeto TAU procederam exclusivamente das tecnologias existentes na época.
Atualmente, o projeto mais detalhado e viável de uma expedição interestelar é o Explorador Interestelar Inovador. Uma sonda de tamanho compacto carregando 35 kg de equipamento científico a bordo e equipada com três RTGs e um sistema de comunicação espacial capaz de fornecer comunicação estável com a Terra a uma distância de 200 UA.
Aceleração usando um acelerador de foguete convencional com combustível químico, manobra gravitacional nas proximidades de Júpiter e propulsores iônicos, nos quais o fluido de trabalho é o xenônio. Todas essas três tecnologias existem e são comprovadas na prática.
Motor iônico marchando da sonda Deep Space-1
Um motor iônico requer duas coisas: um fluido de trabalho (gás) e vários quilowatts de eletricidade. Devido ao consumo insignificante do meio de trabalho, o motor iônico pode operar continuamente por dez anos. Infelizmente, seu impulso também é insignificante - décimos de Newton. Isso é completamente insuficiente para um lançamento da superfície da Terra, mas em gravidade zero, devido à operação contínua de longo prazo e alto impulso específico, tal motor é capaz de acelerar a sonda a altas velocidades.
Na missão Inovador Interstellar Explorer, usando três métodos de aceleração, os cientistas esperam acelerar a sonda a uma velocidade de 35-40 km / s (mais de 4 UA por ano). Isso é extremamente alto para os padrões da cosmonáutica moderna (a Voyager 1 tem um recorde de 17 km / s), mas é bastante viável na prática usando modernos motores de propulsão elétrica e geradores de energia de radioisótopos de alta capacidade.
A pesquisa sob o programa Innovtive Interstellar Explorer tem sido conduzida por especialistas da NASA desde 2003. Inicialmente, presumia-se que a sonda seria lançada em 2014 e atingiria sua meta (mover 200 UA do Sol) em 2044.
Infelizmente, a janela de partida mais próxima foi perdida. O programa de sondagem interestelar não é um programa prioritário para a NASA (ao contrário dos rovers mais realistas de Marte, das estações interplanetárias e do telescópio espacial Webb em construção).
As condições favoráveis para o lançamento de uma sonda interestelar se repetem a cada 12 anos (devido à necessidade de realizar uma manobra no campo gravitacional de Júpiter). Na próxima vez, a "janela" será aberta em 2026, mas está longe de ser o fato de que essa chance será usada para o fim a que se destina. Talvez algo seja decidido até 2038, mas o conceito do Innovative Interstellar Explorer provavelmente estará infinitamente desatualizado nessa época.
Os engenheiros já estão trabalhando em aceleradores eletrotérmicos de plasma (VASIMR), motores dinâmicos de magnetoplasma e um motor Hall. Essas variações do motor de foguete elétrico também têm um alto impulso específico, comparável às batidas. criança levada. propulsores de íons, mas eles são capazes de desenvolver uma ordem de magnitude a mais de impulso - ou seja, acelere o navio às velocidades especificadas em um tempo mais curto.
