Художнє зображення NASA
Группа ученых из Италии предлагает несколько вариантов космических миссий к карликовой транснептуновой планете Седна в окрестностях Солнечной системы.
Седна была обнаружена 13 ноября 2023 года. Это холодная карликовая планета, совершающая оборот вокруг Солнца раз в 10 тыс. лет. В следующий раз Седна будет наиболее близкой к Солнцу в 2076 году и ученые предлагают воспользоваться этой возможностью, чтобы отправить космические аппараты к ней. По мнению итальянских исследователей, использование передовых технологий, в частности двигателей на термоядерном синтезе или солнечного паруса, позволило бы добраться до одного из самых отдаленных объектов в Солнечной системе за 7-10 лет.
Итальянские исследователи утверждают, что передовые технологии позволили бы сократить время на путешествие к Седне на 50% по сравнению с традиционными способами движения космических аппаратов. На момент обнаружения Седна находилась на расстоянии около 13 млрд км от Солнца. Для сравнения Плутон — еще одна хорошо известная карликовая планета, находится на расстоянии около 6 млрд км от Солнца. В самой отдаленной точке расстояние Седны от Солнца составляет 135 млрд км. Седна максимально приближается к Солнцу на расстояние 11,2 млрд км. Это все еще довольно далеко, но не настолько, чтобы космический корабль не смог достичь этого объекта.
Космические спутники Voyager 1 и 2, запущенные в 1977 году, с тех пор уже прошли расстояния в 24,1 и более 20 млрд км. В частности, Voyager 2 понадобилось около 12 лет, чтобы достичь Нептуна. Учитывая современные технологии, итальянские исследователи считают, что для того чтобы добраться Седны традиционным космическим аппаратам понадобится около 30 лет.
Вместо этого они предлагают альтернативные методы, такие как использование двигателя Direct Fusion Drive (DFD), который в настоящее время разрабатывается лабораторией физики плазмы в Принстонском университете. Этот термоядерный двигатель будет создавать тягу и электрическую энергию за счет контролируемой реакции термоядерного синтеза.
«DFD является многообещающей альтернативой обычной силовой установке, предлагая высокое отношение тяги к весу и непрерывное ускорение. Однако реализация сталкивается с серьезными инженерными проблемами, включая стабильность плазмы, рассеивание тепла и эксплуатационную долговечность в условиях радиации дальнего космоса», — подчеркивают исследователи.
Еще одна перспективная концепция базируется на использовании уже существующей технологии солнечного паруса, питающегося от солнечной энергии и за счет этого двигающего космические аппараты. Исследователи предлагают покрыть солнечный парус материалом, который при нагревании высвобождает молекулы или атомы и обеспечивает движение в процессе, известном как термическая десорбция.
По расчетам ученых, космический аппарат с технологией солнечного паруса при поддержке гравитации Юпитера может достичь Седны за 7 лет. Этого можно достичь благодаря способности солнечного паруса обеспечивать постоянное ускорение без необходимости перевозить с собой тяжелое топливо.
«Хотя солнечный парус широко изучался для применения в дальнем космосе, его эффективность в миссии к Седне требует оценки с точки зрения долгосрочной структурной целостности, эффективности двигателя и доступности энергии для научных операций», — отмечают исследователи.
Между тем использование солнечного паруса будет предусматривать только пролет космического аппарата мимо Седны, тогда как использование термоядерных двигателей позволит вывести зонд на орбиту крошечной планеты. Подобные миссии позволили бы астрономам изучить не только Седну, но и загадочные окрестности Солнечной системы и другие объекты, расположенные там.
Результаты исследования опубликованы на сервере препринтов arXiv
Источник: Gizmodo