Имперский колледж: солнечные паруса отстают от межзвёздных миссий в сотни раз

Солнечные паруса — это не фантастика, а инженерная головная боль. Недавний анализ Имперского колледжа Лондона (опубликован в Acta Astronautica) наглядно показал: мы хотим на них лететь к звездам, а они пока не могут нормально отлететь от Земли. Ученые сравнили три проекта — от скромного до амбициозного. И цифры там отрезвляющие.

Три проекта — три уровня безумия

Возьмем Solar Cruiser. Его задача — висеть у Земли и следить за космической погодой. Звучит просто? Только на бумаге. Чтобы он заработал, инженерам нужно улучшить ключевые параметры в 2-3 раза. Это как подкрутить двигатель в старой машине — сложно, но реально.

Дальше — Project Svarog. Тут цель — выйти за пределы Солнечной системы. Уже интереснее. Требования к материалам и управлению растут, но пока остаются в пределах человеческих возможностей.

И, наконец, Breakthrough Starshot. Полёт к Альфе Центавра. Спойлер: мы к этому не готовы. Исследователи подсчитали: чтобы долететь до соседней звезды, нужно увеличить технические возможности в сотни раз. Не в два, не в десять. В сотни. Это уже не подкрутить двигатель — это надо изобретать физику заново.

В чем суть? (Спойлер: не в парусе)

Солнечный парус работает просто: фотоны от Солнца давят на поверхность и толкают корабль. Никакого топлива. Чем ближе к Солнцу — тем сильнее тяга. Чем дальше — тем слабее. Звучит элегантно. На деле — три проблемы, которые сводят инженеров с ума:

• Ориентация. Парус должен быть идеально выровнен относительно Солнца. Малейший перекос — и вы летите не туда. А удержать тонкую пленку в космосе — та еще задачка.
• Нагрев. Представьте, что вы стоите под палящим солнцем в черной футболке. А теперь представьте, что ваша футболка — это парус размером с футбольное поле. Тепло накапливается, отводить его нечем. Материалы плавятся.
• Материалы. Парус должен быть сверхтонким (чтобы быть легким) и одновременно сверхпрочным (чтобы не порваться от давления). Это как сделать папиросную бумагу, которая выдержит удар кувалды.

Личное наблюдение автора: Недавно я наткнулся на статью, где описывали эксперимент с материалом толщиной в несколько атомов. Выглядит как научный прорыв. Но когда начинаешь считать, сколько циклов нагрева и охлаждения он выдержит в реальном полете, — становится грустно. Мы умеем делать тонко. Мы не умеем делать тонко и живуче.

Почему «обмен опытом» — это не отмазка

Авторы исследования рекомендуют «интенсивный обмен знаниями между проектами». Звучит как типичная бюрократическая отписка. Но давайте честно: в космонавтике так и работает. Прорыв в материалах для Solar Cruiser может спасти Breakthrough Starshot. А система охлаждения, придуманная для Svarog, пригодится всем.

Проблема в другом: у этих проектов разная финансовая глубина. Solar Cruiser — это бюджет NASA, считающий каждый цент. Breakthrough Starshot — это миллиарды Юрия Мильнера и команда профи. Они не особо горят желанием делиться ноу-хау с «бедными родственниками». Но если этого не сделать, мы застрянем на уровне «можем запустить, но не знаем, долетит ли» еще лет на двадцать.

Резюме от автора

Солнечные паруса — это технология с огромным потенциалом, но она пока сырая. Ближний космос мы осилим через 5-7 лет. Межзвездные перелеты — это история про «наши внуки, может быть, увидят». Главное — не питать иллюзий. И не ждать, что Илон Маск решит эту проблему завтра. Она решается в лабораториях, где инженеры бьются над тем, как не расплавить парус размером с город. И это, черт возьми, интересно.

По материалам: iXBT