Der solvinden dør ned i akter og evigheten står ved siden av oss … Hva venter de som klarte å bryte gjennom heliopausen og berøre lyset til fjerne stjerner? Den spøkelsesaktige gløden av Kuiper -beltepartikler. Tiår med flytur uten mulighet for å bytte ut feilende enheter. Forsøk på å etablere kommunikasjon med jorden fra en avstand på 200 astronomiske enheter.
Vil det være mulig med moderne teknologi å ta slike fjerne grenser? Fly til der radiosignalene kommer fra med en forsinkelse på et døgn? Selv lyset viker for en stor avstand, men menneskesinnet går fremover.
Hopp gjennom dagslyset
30 milliarder kilometer. 70 års flytur med eksisterende øvre etapper med flytende drivmotorer. Moderne interplanetære stasjoner er ikke designet for slike ekspedisjoner. Etter tre til fire tiår dør radioisotopbatteriet. Tilførselen av hydrazin i AMC -orienteringsmotorene er på vei ut. Kommunikasjonen er koblet fra, og sonden, som har sovnet for alltid, oppløses i uendelig plass.
Til dags dato har menneskeheten klart å bygge seks "stjerneskip" som har overskredet den tredje kosmiske hastigheten og har forlatt solsystemet for alltid.
Her er navnene på heltene.
Automatiske interplanetære stasjoner i Pioneer-serien nummerert 10 og 11. Lansert i 1972-73. "Pionerene" nådde regionen til de ytre planetene og overførte fotografier og vitenskapelige data fra Jupiter og Saturn til Jorden for første gang. Etter å ha gjort en manøver i gravitasjonsfeltet til de gigantiske planetene, forlot de ekliptiske regionen for alltid og gikk inn i en ulik kamp med rom og tid.
Kommunikasjonen med Pioneer 11 ble avbrutt i 1995, da den allerede var langt utenfor Plutos bane. Nå har sonden beveget seg bort fra solen med 90 AU. og fortsetter på vei mot stjernebildet av skjoldet.
Dens tvilling varte nøyaktig tretti år i verdensrommet: de siste vitenskapelige dataene fra Pioneer 10 ble overført til jorden i 2002. Ifølge beregninger burde den i 2012 ha ligget på 100 AU. fra Sola. En sonde som har sovnet for alltid med en gullplate ombord flyr mot Alpha Taurus. Anslått ankomsttid - 2.000.000 e. Kr.
De neste heltene er deltakere i det forbløffende Voyager-oppdraget, den største ekspedisjonen som noen gang er gjort på interplanetære flyvninger. To sonder kjørte på veien tilbake i 1977 med håp om å besøke alle de ytre planetene. Voyager -oppdraget endte med fullstendig triumf: sonderne studerte Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, ringene deres og 48 satellitter av de gigantiske planetene fra flybybanen. I det øyeblikket det passerte over det øvre skylaget i Neptun, etter 12 års flytur og 4 milliarder km tilbakelagt distanse, var avviket til Voyager 2 fra den beregnede banen utrolige 200 meter!
I dag, 37 år etter lanseringen, fortsetter de reisen i det interstellare havet og beveger seg bort fra jorden i en avstand på 107 og 130 AU. Forsinkelsen på radiosignalet fra Voyager 1 -kortet er 17 timer 36 minutter. Senderkraften er bare 26 watt, men signalene når fremdeles til jorden.
Minnekapasiteten til Voyager innebygde datamaskin er 100 ganger mindre enn for en moderne mp3 -spiller. Det unike retroutstyret fortsetter arbeidet, gjennom virvelvindene av elektromagnetiske stormer og tiår med arbeid i det åpne rommet. Det er flere liter dyrebar hydrazin igjen i tankene, og kraften til radioisotopgeneratoren når fremdeles 270 watt. Allerede utover Neptuns bane klarte NASA-programmerere å "reflash" Voyagers innebygde datamaskin: nå er sondedata kodet med en svært sikker dobbel Reed-Solomon-kode (merkelig nok, under lanseringen av Voyagers, har en slik kode ikke ennå blitt brukt i praksis). Ved begynnelsen av det nye århundret byttet sondene til et sett med holdningskontrollmotorer (hovedsettet hadde gjort 353 tusen korreksjoner på den tiden), men hver dag er det vanskeligere for solsensoren å finne sitt svake lys mot bakgrunnen til tusenvis av lyse stjerner. Det er en trussel om tap av orientering og tap av kommunikasjon med jorden.
Sommeren 2012 registrerte utstyret til Voyager 1 et kraftig fall i intensiteten til ladede partikler av solvinden - sonden krysset grensen til solsystemet og kom ut av heliosfæren. Nå blir sondens signaler forvrengt av en ny, aldri før innspilt lyd-plasmaet til det interstellare mediet.
For det niende året nå har den automatiske stasjonen "New Horizons", som ble lansert i januar 2006, dukket opp i verdensrommet. Misjonens mål er Pluto, hvis utseende vi nesten ikke vet noe om. Anslått ankomsttid til destinasjonen - 14. juli 2015. Ni og et halvt års flytur - og bare tre dager for et nært bekjentskap med den fjerneste planeten.
New Horizons forlot bane nær jorda med den høyeste hastigheten blant alle romskip - 16, 26 km / s i forhold til jorden eller 45 km / s i forhold til solen, noe som automatisk gjorde New Horizons til et stjerneskip.
Det er forventet at sonden etter passering av Pluto vil fortsette arbeidet i åpent rom til midten av det neste tiåret, etter å ha trukket seg tilbake fra solen med 50-55 AU. Den kortere oppdragsvarigheten i forhold til Voyagers skyldes den korte varigheten av radioisotopen "batteri" - til sommeren 2015 vil effektutløsningen til RTG bare være 174 watt.
Litt bak "New Horizons" flyr et annet bemerkelsesverdig objekt-et solid-drivende overtrinn ATK STAR-48B. Den tredje fasen av Atlas-5 lanseringskjøretøy, som førte New Horizons-sonden til avgangsbanen til Pluto, oppnådde også heliosentrisk hastighet og vil nå sikkert forlate grensene for solsystemet. Av samme grunn vil to balanseringsvekter fly av til stjernene sammen med henne. Den andre fasen (øvre etappe "Centaurus") forble i en heliosentrisk bane med en orbitalperiode på 2,83 år.
Ifølge beregninger vil STAR-48B i oktober 2015 passere 200 millioner km fra Pluto, og deretter forsvinne for alltid inn i verdensrommet.
Skipene sovner og tiden mister mening for dem. I hundretusener, kanskje millioner av år, vil alle disse menneskeskapte gjenstandene nå stjernene. Men forskere er interessert i muligheten til å lage OPERATING romfartøy som er i stand til å fortsette å arbeide i interstellare rom i en lengre periode og bevege seg bort fra solen i en avstand fra hundrevis av astronomiske enheter.
TAU -prosjekt
TAU (Tusen astronomiske enheter). 1987 -konseptet, som innebar å sende en automatisert stasjon i en avstand på 1/60 lysår fra solen. Beregnet reisetid er 50 år. Formålet med ekspedisjonen: konstruksjon av en storslått avstandsmåler med et grunnlag på 1000 AU, høy presisjonsmåling av avstander til stjerner, inkludert de utenfor galaksen vår. Sekundære oppgaver: studie av heliopauseregionen, løsning av problemet med ultralange romkommunikasjon, verifisering av relativitetsteoriens postulater.
Strømforsyningen til sonden er en liten atomreaktor med en termisk effekt på 1 MW. Ionmotor med 10 års levetid. Forfatterne av TAU -prosjektet gikk utelukkende fra teknologiene som eksisterte på den tiden.
For tiden er det mest detaljerte og gjennomførbare prosjektet for en interstellar ekspedisjon Innovative Interstellar Explorer. En sonde i kompakt størrelse som bærer 35 kg vitenskapelig utstyr om bord og utstyrt med tre RTG-er og et romkommunikasjonssystem som er i stand til å gi stabil kommunikasjon med jorden fra en avstand på 200 AU.
Akselerasjon ved bruk av en konvensjonell rakettakselerator på kjemisk drivstoff, gravitasjonsmanøver i nærheten av Jupiter og ionthrustere, der arbeidsvæsken er xenon. Alle tre av disse teknologiene eksisterer og er godt bevist i praksis.
Marching ion-motor fra Deep Space-1-sonden
En ionemotor krever to ting: en arbeidsvæske (gass) og flere kilowatt elektrisitet. På grunn av det ubetydelige forbruket av arbeidsmediet, kan ionemotoren fungere kontinuerlig i ti år. Akk, skyvekraften hans er også ubetydelig - tideler av Newton. Dette er helt utilstrekkelig for en oppskytning fra jordens overflate, men i null tyngdekraft, på grunn av kontinuerlig langsiktig drift og høy spesifikk impuls, er en slik motor i stand til å akselerere sonden til høye hastigheter.
I Innovative Interstellar Explorer-oppdraget, ved hjelp av tre akselerasjonsmetoder, håper forskere å akselerere sonden til en hastighet på 35-40 km / s (over 4 AU per år). Dette er ekstremt høyt i henhold til moderne kosmonautikk (Voyager 1 har en rekord på 17 km / s), men det er ganske mulig i praksis å bruke moderne elektriske fremdriftsmotorer og høykapasitets radioisotop energigeneratorer.
Forskning under Innovtive Interstellar Explorer -programmet har blitt utført av NASA -spesialister siden 2003. I utgangspunktet ble det antatt at sonden ville bli lansert i 2014 og nå målet (flytt 200 AU fra solen) i 2044.
Akk, det nærmeste startvinduet ble savnet. Det interstellare sondeprogrammet er ikke et prioritert program for NASA (i motsetning til de mer realistiske Mars -roverne, interplanetære stasjoner og Webb -romteleskopet under bygging).
Gunstige forhold for oppskyting av en interstellar sonde gjentas hvert 12. år (på grunn av behovet for å utføre en manøver i Jupiters gravitasjonsfelt). Neste gang "vinduet" åpnes i 2026, men det er langt fra at denne sjansen vil bli brukt til det tiltenkte formålet. Kanskje noe vil bli bestemt innen 2038, men konseptet Innovative Interstellar Explorer vil trolig være uendelig utdatert på den tiden.
Ingeniører jobber allerede med elektrotermiske plasmakseleleratorer (VASIMR), magnetoplasma-dynamiske motorer og en Hall-motor. Disse variasjonene av den elektriske rakettmotoren har også en høy spesifikk impuls, som kan sammenlignes med slag. imp. ion -thrustere, men de er i stand til å utvikle en størrelsesorden mer kraft - dvs. akselerere skipet til de angitte hastighetene på kortere tid.
