В исследованиях космоса масштабные и дорогостоящие проекты наподобие Международной космической станции или роботов, колесящих по Марсу, нередко затмевают более скромные и не столь эффектные начинания. Между тем подобные "неброские" опыты прекрасно демонстрируют изобретательность человеческого ума. Например, заставить лучи Солнца двигать космический аппарат подобно тому, как попутный ветер несет яхту через океан.
НЕМНОГО ФИЗИКИ
Представим себе огромное зеркало. Падающие на него солнечные лучи будут отражаться. Если же говорить в терминах квантовой физики, то в зеркало ударяют испущенные Солнцем фотоны. "Отскакивая", они передают зеркалу часть своей энергии и придают маленький импульс. В условиях Земли импульс гасится трением, движением воздуха и т. д. Но если вынести зеркало в космос, то помехи исчезают. Поэтому импульс, который фотоны придают, становится ощутимым.
Впервые в истории космонавтики давление солнечного света оказало негативное влияние на ситуацию в 1960 г. Тогда NASA вывели на орбиту гигантский баллон из зеркальной ткани диаметром около 60 м. Американские инженеры использовали его для отражения радиосигнала и создания линии межконтинентальной радиосвязи. Однако разработчики не учли влияние давления солнечных лучей, которое "столкнуло" шар с орбиты гораздо раньше расчетного времени. И еще один важный для нашего рассказа факт. То количество энергии, которое выбрасывает в космос "звезда по имени Солнце", не может дать ни одно устройство, созданное человеком. Количество тепла и света, излучаемого только с квадратного метра поверхности нашего светила, примерно соответствует тому, что дали бы 1 млн ламп накаливания, подключенных к источнику энергии мощностью около 60 МВт (мощность Запорожской АЭС — 6000 МВт).Осталось только научиться пользоваться этим океаном энергии.
ПЛЮСЫ И МИНУСЫ
Идея космического паруса в теории выглядит просто — нужно раскрыть в космосе полотнище побольше, потоньше и максимально легкое. Ударяющие в него фотоны потихоньку приведут в движение полотнище, а оно потянет за собой полезный груз.
ПРЕИМУЩЕСТВА. Очень слабая тяга будет компенсироваться непрерывностью воздействия солнечных лучей, и шаг за шагом космическая яхта может набрать приличную скорость. Расчеты показывают, что полезный груз массой в 2 т может быть доставлен в окрестности Марса с помощью паруса диаметром 800 м примерно за полгода. А если установить на такую станцию двигатели для маневров, то ее можно вернуть на орбиту Земли. Орбиты Юпитера такой "парусник" достигнет за два-три года. Самые дерзкие мечтатели даже предполагают, на солнечной тяге можно добраться до ближайшей к Солнечной системе звезде в созвездии Центавра (свет от нее достигает Земли за четыре года) примерно за 100 лет. Кроме полетов к другим планетам, солнечный парус может найти применение в других сферах — сбор космического мусора, постоянное наблюдение за Солнцем, освещение с околоземной орбиты территорий на поверхности Земли в темное время суток или в полярную ночь (полотнище выступит как зеркало, отражающее лучи на нужный участок).
Миниатюризация
