Екип от изследователи от Италия и Съединените щати предложи два начина, по които хипотетична сонда би могла бързо да достигне един от най-отдалечените и най-слабо проучени обекти в Слънчевата система. Става дума за Седна – транснептунов обект, разположен отвъд орбитата на Плутон. Според инженерите тези напреднали технологии ще могат да доставят апарата до Седна за седем и десет години.
ОЩЕ: Вместо Деветата планета са открити възможни следи от планета 8.5
В покрайнините на нашата Слънчева система, далеч отвъд орбитата на Плутон, се намира Седна, един от най-загадъчните обекти, известни на учените. Това е първият представител на нов клас небесни тела – седноиди – транснептунов обект с много далечна орбита (някои експерти смятат Седна за планета джудже). Такива тела никога не се приближават до Слънцето на по-малко от 50 астрономически единици.
Уникален свят с уникална орбита
Сред големите известни тела в Слънчевата система орбитата на Седна е най-удължена. Обектът обикаля около Слънцето по много удължена траектория – от 76 до 937 астрономически единици. Това означава, че Седна е практически „изключена“ от гравитационното влияние на големите планети. Нейната траектория е ключът към разбирането на най-отдалечените региони на Слънчевата система.
Астрономите смятат, че поради своята „екстремна“ орбита Седна може да е първият известен обект във вътрешната част на облака на Оорт – гигантска сферична „обвивка“ от ледени тела, образувала се преди 4,5 – 4,6 милиарда години.
ОЩЕ: Облакът на Оорт се оказа спирален отвътре
Изучаването на Седна би могло да помогне на учените да разкрият тайните на ранното формиране на Слънчевата система и да разберат как точно се е появила тя. Една от хипотезите е, че Седна се е образувала поради гравитационни смущения. В далечното минало близки срещи на младото Слънце със съседни звезди биха могли гравитационно да „избутат“ някои от планетезималите в далечни орбити, което е образувало вътрешния облак на Оорт и по-специално седноидите.
На Седна са ѝ необходими повече от 11 000 години, за да завърши една обиколка около Слънцето. Сега тя се приближава до звездата и ще достигне най-близката си точка – перихелий – през 2075 – 2076 г. На този етап разстоянието между нея и Слънцето ще намалее до минимум и ще бъде 76,19 астрономически единици. Това е около три пъти повече от разстоянието до Нептун. След това Седна отново ще се отдалечи.
ОЩЕ: Решение на космическа мистерия – ексцентричните орбити на транснептунови обекти
До Седна за 7 или 10 години
Седна е много интересен обект за учените, който много специалисти биха искали да изучат. Проблемът e в едно: как да се стигне до този уникален свят за разумно време, използвайки съществуващите технологии? Въпреки че традиционните химични двигатели и дори йонните ускорители правят подобна мисия възможна, устройството, използващо тези технологии, ще лети до Седна за много дълго време – повече от едно десетилетие.
Международен екип от инженери под ръководството на Елена Анкона от Политехническия университет в Бари (Италия) предлага два начина да се стигне до Седна съответно за 7 и 10 години. И в двата варианта изследователите разглеждат напреднали технологии, които могат радикално да променят подхода към междупланетните полети.
ОЩЕ: Непозната планета в Слънчевата система: учени твърдят, че са открили доказателства
Първият вариант е двигател с директен термоядрен синтез (Direct Fusion Drive). Това е концептуална разработка, която все още не е внедрена на практика. Принципът на действие се основава на това, че термоядрената реакция не само създава тяга, но и едновременно с това генерира електричество. Самата термоядрена реакция освобождава огромно количество енергия, която може да се преобразува в електричен ток.
Изследователите предполагат, че системата ще има мощност от 1,6 мегавата и ще работи в режим на непрекъснат импулс на тяга. Тоест основната част от пътя до Седна ще бъде с постоянна тяга. Мощността трябва да е достатъчна не само за полета, но и за критична маневра – навлизане в орбита около Седна.
ОЩЕ: Озадачаващи обекти, открити далеч отвъд Плутон, разкриват нова част от Слънчевата система
Вторият вариант е слънчево платно, базирано на ефекта на термичната десорбция. За разлика от класическите слънчеви платна, които използват налягането на слънчевата светлина, тук движението се осигурява от молекули, изпаряващи се от повърхността под въздействието на топлина, което създава тяга. За допълнително ускорение сондата ще извършва гравитационна маневра близо до Юпитер, използвайки мощната му гравитация като „прашка“. Основното предимство на такова платно е скоростта и липсата на гориво.
Прелет или задълбочено изучаване?
Сравнението показало неочаквани резултати. При използването на двигател с директен термоядрен синтез полетът до Седна на апарат с тегло един тон ще отнеме около 10 години, от които 1,6 години сондата ще ускорява. Слънчево платно ще се справи със задачата по-бързо – само за седем години. Това може да се постигне благодарение на факта, че платното може непрекъснато да се ускорява и не изисква значителен запас от гориво.
ОЩЕ: Орбитата на Земята около Слънцето не е това, което си мислите
Но има един нюанс: мощността на платното най-вероятно няма да е достатъчна, за да забави скоростта и да влезе в орбита около Седна. Мисията ще се ограничи само до прелитане покрай нея. Но кораб с двигател с директен термоядрен синтез ще може да влезе в орбита и да изучи космическото тяло подробно.
Разликата между тези варианти е избор между скорост и дълбочина на изследване. Прелитането би осигурило минимални данни. Пълноценната орбитална мисия би отворила възможността за картографиране на повърхността, анализ на състава и може би дори откриване на спътници.
И двата подхода все още са концепции, но имат различен потенциал. Двигател с директен термоядрен синтез изисква пробив в областта на ограничаването и контрола на реакциите. Въпреки красивите изчисления, няма увереност, че такава система може да бъде построена.
ОЩЕ: Откриха нова планета джудже на ръба на Слънчевата система
Слънчево платно, базирано на ефекта на термична десорбция, изглежда по-реалистично. Тази технология се развива на базата на съществуващите технологии за слънчеви платна, но изисква прецизно изчисляване на траекториите и създаване на нови материали, устойчиви на високи температури и способни ефективно да освобождават вещества за тяга.
В близките години инженерите възнамеряват да разработят подробно концепцията на мисията, да оценят рисковете и необходимите ресурси. Изстрелването на космически кораб е възможно само в тесния „прозорец“, когато Седна е най-близо до Слънцето. Ако решението е положително, проектът може да се превърне в ключов етап в изследването на далечните граници на нашата Слънчева система.
По-подробно описание на технологиите може да се намери в статия, публикувана на уебсайта на електронния архив на научни статии на университета „Корнел“.
