Kus päikesetuul vaibub ahtrisse ja igavik seisab meie kõrval … Mis ootab neid, kes suutsid läbi murda heliopausi ja puudutada kaugete tähtede valgust? Kuiperi vöö osakeste kummituslik kuma. Aastakümneid kestnud lend ilma riknevate üksuste väljavahetamise võimaluseta. Katsed luua side Maaga 200 astronoomilise ühiku kauguselt.
Kas kaasaegsete tehnoloogiatega on võimalik nii kaugeid piire võtta? Kas lennata päevase hilinemisega sinna, kust raadiosignaalid tulevad? Isegi valgus annab teed tohutule kaugusele, kuid inimmõistus läheb edasi.
Hüppa läbi päevavalguse
30 miljardit kilomeetrit. 70 aastat lendu, kasutades olemasolevaid ülemisi astmeid vedelkütuse mootoritega. Kaasaegsed planeetidevahelised jaamad pole sellisteks ekspeditsioonideks mõeldud. Kolme -nelja aastakümne pärast sureb radioisotooppatarei. AMC -orientatsiooniga mootorites on hüdrasiini varu otsas. Side katkeb ja igaveseks magama jäänud sond lahustub lõputusse ruumi.
Tänaseks on inimkonnal õnnestunud ehitada kuus "tähelaeva", mis on ületanud kolmanda kosmilise kiiruse ja lahkunud päikesesüsteemist igaveseks.
Siin on kangelaste nimed.
Pioneer-seeria automaatsed planeetidevahelised jaamad olid numbritega 10 ja 11. Käivitati aastatel 1972-73. "Pioneerid" jõudsid välisplaneetide piirkonda, edastades esmakordselt Maale fotod ja teaduslikud andmed Jupiteri ja Saturni lähedusest. Olles teinud hiiglaslike planeetide gravitatsiooniväljas manöövri, lahkusid nad ekliptilisest piirkonnast igaveseks ning asusid ebavõrdsesse lahingusse ruumi ja ajaga.
Side Pioneer 11 -ga katkes 1995. aastal, kui see oli juba Pluuto orbiidist kaugemal. Nüüdseks on sond eemaldunud Päikesest 90 AU võrra. ja jätkab oma teed Kilbi tähtkuju poole.
Selle kaksik kestis kosmoses täpselt kolmkümmend aastat: Pioneer 10 viimased teaduslikud andmed edastati Maale 2002. aastal. Arvutuste kohaselt oleks 2012. aastal pidanud see olema 100 AU juures. päikesest. Igaveseks magama jäänud sond koos kuldplaadiga pardal lendab Alpha Tauruse poole. Eeldatav saabumisaeg - 2 000 000 A. D.
Järgmised kangelased on osalejad hämmastavas Voyageri missioonis, mis on suurim ekspeditsioon, mis kunagi planeetidevahelistel lendudel tehtud on. Kaks sondi asusid 1977. aastal teele lootuses külastada kõigi välisplaneetide lähedust. Peamine Voyageri missioon lõppes täieliku võidukäiguga: sondid uurisid lennutrajektoorilt Jupiteri, Saturni, Uraani, Neptuuni, nende rõngaid ja 48 hiidplaneetide satelliiti. Neptuuni ülemise pilvekihi ületamise hetkel, pärast 12 -aastast lendu ja 4 miljardit km läbitud vahemaad, oli Voyager 2 kõrvalekalle arvutatud trajektoorist uskumatu 200 meetrit!
Täna, 37 aastat pärast nende starti, jätkavad nad teekonda tähtedevahelises ookeanis, eemaldudes Maast 107 ja 130 AU kaugusel. Voyager 1 tahvli raadiosignaali viivitus on 17 tundi 36 minutit. Saatja võimsus on vaid 26 vatti, kuid selle signaalid jõuavad endiselt maani.
Portaarvuti Voyager mälumaht on 100 korda väiksem kui kaasaegsel mp3 -mängijal. Ainulaadne retrovarustus jätkab oma tööd läbi elektromagnetiliste tormide keeriste ja aastakümnete pikkuse töö avatud ruumis. Paakidesse on jäänud mitu liitrit väärtuslikku hüdrasiini ja radioisotoopigeneraatori võimsus ulatub endiselt 270 vatti. Juba väljaspool Neptuuni orbiiti õnnestus NASA programmeerijatel Voyageri pardaarvutit "värskendada": nüüd on sondiandmed kodeeritud üliturvalise kahekordse Reed-Solomoni koodiga (kummalisel kombel pole sellist koodi Voyagersi stardi ajal veel tehtud) praktikas kasutatud). Uue sajandi alguseks läksid sondid üle hoiakukontrolli mootorite varukomplektile (põhikomplekt oli selleks ajaks teinud 353 tuhat parandust), kuid päikesesensoril on iga päev raskem oma hämarat valgust leida tuhandete eredate tähtede taustal. On oht orienteerumise kaotamiseks ja Maaga suhtlemise kaotamiseks.
2012. aasta suvel registreeris Voyager 1 seadmed päikesetuule laetud osakeste intensiivsuse järsu languse - sond ületas päikesesüsteemi piiri, pääses heliosfäärist välja. Nüüd moonutab sondi signaale uus, kunagi varem salvestatud heli-tähtedevahelise keskkonna plasma.
Juba üheksandat aastat kerkib kosmosesse 2006. aasta jaanuaris käivitatud automaatjaam "New Horizons", mille missioon on Pluuto, kelle välimusest me peaaegu midagi ei tea. Hinnanguline sihtkohta saabumise aeg - 14. juuli 2015. Üheksa ja pool aastat lendu - ja kõigest kolm päeva lähedase tutvuse jaoks kõige kaugema planeediga.
New Horizons lahkus maa -lähedalt orbiidilt kõigi kosmoseaparaatide seas suurima kiirusega - 16, 26 km / s Maa suhtes või 45 km / s Päikese suhtes, mis tegi New Horizonsist automaatselt tähelaeva.
Eeldatakse, et pärast Pluuto läbimist jätkab sond oma tööd avakosmoses järgmise kümnendi keskpaigani, olles selleks ajaks Päikesest 50–55 AU võrra taandunud. Võrreldes Voyagersiga on lühem missiooni kestus tingitud radioisotoopide „patareitoimingu” lühikesest kestusest - 2015. aasta suveks on RTG -de võimsus vaid 174 vatti.
Veidi "New Horizons" taga lendab veel üks tähelepanuväärne objekt-tahke raketikütusega ülemine aste ATK STAR-48B. Kanderaketi Atlas-5 kolmas etapp, mis viis sondi New Horizons oma väljumistrajektoorile Pluutosse, saavutas samuti helotsentrilise kiiruse ja väljub nüüd kindlasti päikesesüsteemi piiridest. Koos temaga lendab samal põhjusel tähtede juurde kaks tasakaalustavat raskust. Teine etapp (ülemine aste "Centaurus") jäi heliootsentrilisele orbiidile, mille orbitaalperiood oli 2,83 aastat.
Arvutuste kohaselt möödub 2015. aasta oktoobris STAR-48B Pluutost 200 miljoni km kaugusel ja kaob siis igaveseks kosmosesügavustesse.
Laevad jäävad magama ja aeg kaotab nende jaoks tähenduse. Sadade tuhandete, võib-olla miljonite aastate pärast jõuavad kõik need inimese loodud objektid tähtedeni. Kuid teadlasi huvitab võimalus luua OPERATING kosmoseaparaat, mis on võimeline jätkama tööd tähtedevahelises ruumis pikema aja jooksul, eemaldudes Päikesest sadade astronoomiliste ühikute kaugusel.
TAU projekt
TAU (tuhat astronoomilist ühikut). 1987. aasta kontseptsioon, mis hõlmas automatiseeritud jaama saatmist Päikesest 1/60 valgusaasta kaugusele. Hinnanguline sõiduaeg on 50 aastat. Ekspeditsiooni eesmärk: ehitada suurejooneline kaugusmõõtur, mille alus on 1000 AU, ülitäpne kauguste mõõtmine tähtedeni, sealhulgas väljaspool meie galaktikat. Sekundaarsed ülesanded: heliopausi piirkonna uurimine, ülipika kosmoseside probleemi lahendamine, relatiivsusteooria postulaatide kontrollimine.
Sondi toiteallikaks on väikese suurusega tuumareaktor, mille soojusvõimsus on 1 MW. Ioonmootor, mille kasutusiga on 10 aastat. TAU projekti autorid lähtusid eranditult tol ajal olemasolevatest tehnoloogiatest.
Praegu on tähtedevahelise ekspeditsiooni kõige üksikasjalikum ja teostatavam projekt innovatiivne tähtedevaheline uurija. Kompaktne sond, mis kannab pardal 35 kg teaduslikku varustust ning on varustatud kolme RTG-ga ja kosmoseside süsteemiga, mis on võimeline tagama stabiilse side Maaga 200 AU kauguselt.
Kiirendus tavapärase raketikiirendi abil keemilisel kütusel, gravitatsiooniline manööver Jupiteri läheduses ja ioontõukurid, mille töövedelik on ksenoon. Kõik need kolm tehnoloogiat on olemas ja praktikas hästi tõestatud.
Sondi Deep Space-1 marssiv ioonmootor
Ioonmootor vajab kahte asja: töövedelikku (gaasi) ja mitu kilovatti elektrit. Töökeskkonna tühise tarbimise tõttu võib ioonmootor töötada kümme aastat pidevalt. Paraku on ka tema tõukejõud tühine - kümnendikud Newtonist. See on Maa pinnalt käivitamiseks täiesti ebapiisav, kuid nullgravitatsiooni korral on selline mootor pideva pikaajalise töö ja suure eripulsi tõttu võimeline kiirendama sondi kiirust.
Innovative Interstellar Explorer missioonil loodavad teadlased kolme kiirendusmeetodi abil kiirendada sondi kiirusele 35–40 km / s (üle 4 AU aastas). See on kaasaegse kosmonautika standardite järgi äärmiselt kõrge (Voyager 1 rekord on 17 km / s), kuid praktikas on see üsna teostatav, kasutades kaasaegseid elektrimootoreid ja suure võimsusega radioisotoopide energiageneraatoreid.
Programmi Innovtive Interstellar Explorer raames on NASA spetsialistid teinud uuringuid alates 2003. aastast. Esialgu eeldati, et sond käivitatakse 2014. aastal ja jõuab sihtmärgini (liigub Päikesest 200 AU) 2044. aastal.
Paraku jäi lähim stardiaken vahele. Tähtedevaheline sondiprogramm ei ole NASA jaoks prioriteetne programm (erinevalt realistlikumatest Marsi röövlitest, planeetidevahelistest jaamadest ja ehitamisel olevast Webb kosmoseteleskoobist).
Soodsad tingimused tähtedevahelise sondi käivitamiseks korduvad iga 12 aasta tagant (tulenevalt vajadusest sooritada manööver Jupiteri gravitatsiooniväljas). Järgmine kord avaneb "aken" 2026. aastal, kuid see pole kaugeltki tõsiasi, et seda võimalust kasutatakse sihtotstarbeliselt. Võib -olla otsustatakse midagi aastaks 2038, kuid uuendusliku tähtedevahelise uurija kontseptsioon on selleks ajaks ilmselt lõpmatult vananenud.
Juba praegu töötavad insenerid elektrotermiliste plasmakiirendite (VASIMR), magnetoplasma-dünaamiliste mootorite ja Halli mootoriga. Nendel elektrilise raketimootori variatsioonidel on ka kõrge spetsiifiline impulss, mis on võrreldav löökidega. imp. ioon tõukejõud, kuid need on võimelised arendama suurusjärgu võrra rohkem tõukejõudu - s.t. kiirendada laeva ettenähtud kiirustele lühema ajaga.
