NASA выдало грант на разработку необычного ракетного двигателя для полётов в межзвёздное пространство

Космические миссии к окраинам Солнечной системы могут вскоре перестать быть многолетними предприятиями. Финансирование от NASA получила революционная концепция двигательной установки, способная разогнать исследовательский зонд до беспрецедентных скоростей, сократив путешествие к границам гелиосферы с десятилетий до считанных лет.

Луч микрочастиц: как NASA планирует преодолеть гравитацию Солнца

Грант в размере 175 тысяч долларов агентство направило исследовательской группе из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Руководитель проекта, профессор Артур Давоян, пояснил, что средства будут использованы для детального моделирования и экспериментальной проверки осуществимости концепции. Речь идет о двигательной технологии, известной как «pellet-beam» или «пучок микрочастиц».

От лазерного паруса к плазменному потоку

Идея внешнего источника энергии для космического аппарата не нова. Ранее проекты вроде Breakthrough Starshot предлагали разгонять миниатюрные зонды до звезд с помощью мощных лазеров, направленных на сверхлегкий парус. Однако физические ограничения, связанные с передачей импульса безмассовыми фотонами, не позволяли таким методом двигать аппараты значительной массы.

Концепция pellet-beam предлагает принципиально иное решение. Вместо света в качестве «толкателя» предлагается использовать поток плазмы. Специальная установка на околоземной орбите будет выстреливать в сторону удаляющегося корабля поток микроскопических гранул вещества. Эти гранулы, в свою очередь, будут подвергаться воздействию лазера, превращаясь в результате абляции в высокоскоростное облако плазмы. Это облако, взаимодействуя с магнитным парусом или двигателем корабля, создаст значительную тягу.

Цифры, меняющие правила игры

Расчеты разработчиков впечатляют. Для разгона космического аппарата массой в одну тонну до скорости 120 километров в секунду потребуется лазер мощностью около 10 мегаватт. С такой силовой установкой миссия к внешним планетам-гигантам займет менее года. Достижение расстояния в 100 астрономических единиц от Солнца станет возможным примерно за три года, а выход за пределы гравитационной линзы Солнца на 500 а.е. — за 15 лет. Для сравнения, зонду «Вояджер-1», самому удаленному рукотворному объекту, для преодоления 122 а.е. потребовалось 35 лет. Технология pellet-beam теоретически способна проделать тот же путь за пять лет.

Развитие двигательных технологий долгое время оставалось узким местом в исследовании дальнего космоса. Химические ракеты исчерпали свой потенциал для межпланетных перелетов, а ионные и плазменные двигатели, хотя и эффективны, обладают слишком малой тягой для быстрых миссий. Финансирование NASA проекта pellet-beam сигнализирует о стратегическом повороте в сторону смелых, прорывных концепций, которые еще недавно считались чистой научной фантастикой.

Если концепция подтвердит свою жизнеспособность на этапе лабораторных испытаний, это откроет новую эру в планетологии и астрофизике. Возможность отправлять тяжелые, полноценно оснащенные научные станции к Поясу Койпера, Облаку Оорта или даже за пределы гелиосферы в сжатые сроки кардинально изменит наше понимание устройства Солнечной системы. Более того, такая технология станет критическим шагом на пути к первой в истории миссии к другой звездной системе.