Проект НАСА по разработке нового солнечного паруса перешел к заключительному этапу исследовательской программы. Третья фаза программы инновационных передовых концепций (Innovative Advanced Concepts program NIAC) позволит исследователям продолжать изучение и создание дифракционного солнечного паруса в течение двух лет — на это выделено финансирование в размере 2 миллионов долларов. Этот грант должен стимулировать более подробную проработку концепции.
Принцип работы интуитивно понятен каждому. Также как обычный парус на лодке использует ветер, солнечные паруса работают, используя давление, оказываемое солнечным светом. Когда фотоны света отражаются от зеркальной поверхности, их импульс толкает парус вперед. Таким образом, солнечный ветер позволяет космическому кораблю снизить расход взятого топлива. Современные конструкции преломляющих солнечных парусов довольно большие, хрупкие и часто ограничены в том, в каких направлениях они могут перемещаться. Однако дифракционный солнечный парус, в котором используются небольшие решетки, встроенные в тонкие пленки, мог бы быть меньше, более универсальным и управляемым, и вплотную приблизится по возможностям маневрирования к кораблю, работающему на обычном топливе.
Концепция дифракционного солнечного паруса была впервые выбрана в 2019 году. Ученые говорят, что уже пройдено два этапа. Во время них команда протестировала материалы, пригодные для солнечных для парусов и разработала схемы навигации и управления для потенциальной миссии дифракционного солнечного паруса на орбиту полюсов Солнца.
Согласно заявлению НАСА, на обоих этапах также проводились эксперименты по космической «эрозии», в ходе которых проверялась способность паруса выдерживать суровое космическое ультрафиолетовое излучение. На этапе 3 (как раз на него и выделили финансирование) исследователи оптимизируют материал паруса и проведут наземные испытания для подготовки и создания концепции миссии к Солнцу.
Солнечные паруса имеют относительно короткую, но пеструю историю. Некоммерческая исследовательская организация The Planetary Society попыталась запустить зонд Cosmos 1 в 2005 году на орбиту вокруг Земли, но он даже не покинул планету из-за отказа ракеты. В 1992 и 2003 годах правительство Индии финансировало небольшие миссии, на которых солнечные паруса использовали в качестве вспомогательного оборудования для спутников связи.
Японское исследовательское космическое агентство (JAXA) успешно запустило космический аппарат IKAROS с солнечным парусом в 2010 году для изучения Венеры и Солнца. С тех пор НАСА и Планетарное общество (Planetary Society) успешно запустили корабли на солнечных парусах на низкую околоземную орбиту.
Эмбер Дубилл, инженер-механик из Университета Джона Хопкинса возглавит третий этап исследований.
Из её заявления:
Эта технология может как улучшить реализацию уже существующих миссий, так оказать сильное влияние на востребованность общества в ученых. Например, в гелиофизиках, которые и должны постоянно наблюдать и исследовать Солнце.
Источники:
https://www.nasa.gov/content/apply-to-niac
https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2022/diffractive_solar_sailing/
https://gizmodo.com/nasa-solar-sail-diffractive-lightsails-1848971175
