Инженеры предложили полет к Седне с новыми двигателями

Почему до Седны так трудно добраться: два прорывных способа за 7 и 10 лет

Седна — далекий ледяной мир на задворках Солнечной системы. Орбита настолько вытянутая, что один оборот вокруг Солнца занимает больше 11 000 лет. Сейчас она приближается к светилу, и в 2075–2076 годах достигнет перигелия — всего 76 астрономических единиц от Солнца. Это в три раза дальше Нептуна. Ученые мечтают отправить туда зонд. Но стандартные ракеты? Лететь придется десятилетиями. Скучно и дорого.

Недавно инженеры из Италии и США предложили два смелых варианта. Первый — двигатель прямого термоядерного синтеза. Второй — солнечный парус с термической десорбцией. Оба могут доставить аппарат за 10 и 7 лет соответственно. Но есть подвох. Разберемся по порядку.

Что такого особенного в Седне?

Седна — не просто далекая ледяная глыба. Это первый открытый седноид — класс объектов, которые никогда не приближаются к Солнцу ближе 50 астрономических единиц. Ее орбита — от 76 до 937 а. е. Ученые подозревают, что это внутренний член облака Оорта. Если мы поймем ее историю, то узнаем, как формировалась вся Солнечная система. Возможно, Седна — результат гравитационных возмущений от соседних звезд, проходивших мимо молодого Солнца. Одна из гипотез — она образовалась из выброшенного на окраины строительного мусора.

Седна — ключ к тайнам рождения планет. Изучать ее надо сейчас, пока она близко. Следующий перигелий — через 11 тысяч лет.

Вариант 1: термоядерный двигатель — 10 лет и полная орбита

Первый метод — термоядерный ракетный двигатель прямого синтеза. Идея: реакция синтеза не только создает тягу, но и вырабатывает электричество. Система мощностью 1,6 мегаватта может работать непрерывно. Зонд массой тонна разгоняется полтора года, потом летит по инерции — и через 10 лет у цели. Главный плюс — такой аппарат способен затормозить и выйти на орбиту вокруг Седны. То есть мы получим карты поверхности, анализ состава, поиск спутников. Полноценная научная миссия.

Как это работает? Внутри камеры удерживается плазма из дейтерия и гелия-3. Магнитное поле не дает ей коснуться стенок. Энергия деления превращается в электричество, а продукты реакции выбрасываются с огромной скоростью. Никаких движущихся частей — только плазма и магнитные катушки. Звучит фантастически? Именно поэтому инженеры еще не построили такой двигатель. Слишком сложно удержать реакцию стабильно.

Вариант 2: солнечный парус с десорбцией — 7 лет, но пролет

Второй подход — солнечный парус нового типа. Не классический, что давит на фотоны. Здесь используется термическая десорбция. Солнечное тепло нагревает поверхность паруса, и с нее испаряются молекулы специального покрытия. Создается реактивная тяга. Для разгона зонд делает гравитационный маневр у Юпитера. Парус работает постоянно, разгон идет все 7 лет. Топлива не нужно — парус сам себя подпитывает энергией Солнца. В итоге скорость выше, чем у термоядерного двигателя. Но есть нюанс: парус не может затормозить. Аппарат пролетит мимо Седны на огромной скорости. Все данные — за несколько минут. Никакой орбиты.

Сравним оба варианта.

Мое мнение: что выберут в итоге?

Лично я считаю, что солнечный парус выглядит реалистичнее. Термоядерный синтез в космосе — штука слишком сложная. Даже на Земле мы не можем стабильно удерживать плазму. А вот межпланетные перелеты с помощью парусов уже тестируются (вспомните LightSail). Правда, там использовали давление света. Десорбция — новый шаг. Но парус — это пролет, а не орбита. Для науки пролет — как смотреть на слона в бинокль с другой стороны улицы. Увидишь общие очертания, но не погладишь хобот.

Недавно я заметил, что в научных кругах все чаще говорят о комбинированной миссии: сначала парус разгоняет небольшой зонд, а на подлете он сбрасывает второй модуль с тормозным двигателем для выхода на орбиту. Но это еще более сложная схема. Пока же выбор стоит между скоростью и глубиной.

Если запустят зонд с термоядерным двигателем — это будет прорыв века. Если с парусом — мы получим быстрый предварительный обзор. В любом случае, Седну мы увидим своими глазами. Дело за малым — построить.

Оба проекта пока на бумаге. Но время работает против нас. Через 50 лет Седна начнет удаляться, и миссия станет еще дороже. Так что инженеры торопятся. К 2030-м годам могут появиться реальные прототипы. И тогда мы узнаем, какой из двух путей победит.

Резюме от автора. До Седны долететь можно — быстрее, чем думается. Вопрос не в расстоянии, а в двигателе. Термояд даст орбиту, но требует чуда инженерии. Парус — скорость, но без возможности задержаться. Выбор между “увидеть” и “изучить”. Лично я ставлю на то, что сначала запустят пролетную миссию с парусом — она дешевле, быстрее, а потом уже, на опыте, построят термоядерный аппарат. Поживем — увидим.