“…Мы знаем, друзья, караваны ракет помчат нас вперед от звезды до звезды”, — распевали ровесники первого полета человека в космос, не представляя тогда, что на перемещения в иные галактики потребуется огромное количество топлива, большее по массе, чем сам звездолет. Но…
Мы ведь рождены, чтоб сказку сделать былью. Сотрудники подмосковного НПО им. Лавочкина изобрели “паруса”, способные донести космический аппарат до границ Солнечной системы. При наличии денег “космическая каравелла” готова стартовать хоть завтра.
Что если вас попросить представить такую картину: командир космического корабля после выхода на заданную орбиту отдает команду: “Поднять паруса!” …И при этом экипаж не только не вяжет своего предводителя полотенцами, не стремится изолировать в глухой каюте, а, напротив, начинает дружно выполнять “сумасшедшую” команду. На самом деле это не бред и не шизофрения, а вполне осязаемая перспектива, над которой довольно успешно трудятся в подмосковных Химках специалисты легендарной космической фирмы “НПО имени Лавочкина”.
В НПО не только изобрели солнечный парус, но и скроили его, подготовили к практическому запуску. Дело за малым — найти четыре миллиона долларов для осуществления дерзкого эксперимента. Стоит также заметить, что на этих своего рода курсах кройки и шитья мы вовсе не одиноки. Нам буквально наступают на пятки и американцы, и немцы, и японцы. Потому что идея больно уж хороша — вышел из земной атмосферы, как из гавани, и плыви себе по мировому космическому пространству к другим планетам и прочим черным дырам. Не тратя при этом драгоценного горючего. Ведь космический корабль здесь толкает в паруса… свет Солнца. А его, по самым скромным подсчетам, хватит еще на пять миллиардов лет.
— Вообще-то, идея использования солнечного паруса не нова, — говорит директор “солнечного” проекта Виктор Кудряшов. — О силе солнечного света в 1619 году размышлял еще Иоганн Кеплер. В 1873 году к этой теме возвращается Джеймс Максвелл, в 1900-м — знаменитый Петр Лебедев, который доказал существование светового давления и показал, что его величина соответствует вычисленной по электромагнитной теории света. А в двадцатых годах прошлого столетия наш же родоначальник практической космонавтики Фридрих Цандер публикует теоретические работы о применении тончайших листов для полетов в межпланетном пространстве и давлении света на комбинированные зеркала.
Однако прошел еще не один десяток лет, пока смутные догадки, вычисления и подсчеты, подкрепленные современными технологическими достижениями, обернулись первыми практическими шагами.
Что же это за паруса такие, из чего их “шьют” и как они, собственно, работают?
Виктор Кудряшов ведет в святая святых фирмы — “солнечное” КБ. Здесь парус разрабатывали, здесь собрали макет. Здесь испытали и подготовили к полету штатный космический аппарат с солнечным парусом. Один из его элементов — треугольный серебристый лепесток площадью в 75 квадратных метров. Каков он на ощупь? Представьте, что у вас в руках струится полимерная пленка толщиной в пять микрон, покрытая с одной стороны алюминиевым субмикронным напылением. Это и есть космическая парусина. Такой пленкой располагают практически все космические страны. Поверхность лепестков паруса армирована специальной лентой, позволяющей локализовать повреждения паруса в полете, например, в случае пробоя микрочастицами.
Что касается всего паруса целиком, то он состоит из восьми таких лепестков. Каждый из них упакован в контейнер размером с энциклопедический словарь. В открытом космосе паруса должны развернуться и будут удерживаться пневматическим каркасом, который приобретает необходимую жесткость после того, как их наполнят газом. Все восемь лепестков крепятся к метровой платформе, на которой размещается необходимая аппаратура.
Смотрю на тончайшую солнечную ткань, ажурные конструкции и не могу скрыть удивления: и вот ЭТО потащит за собой космическую платформу?
— Да, — утвердительно кивает Кудряшов. — Несмотря на то что на площадь нашего паруса в шестьсот квадратных метров действует сила всего-то около трех граммов.
Здесь необходимо некоторое объяснение. По земным меркам давление фотонов солнечного света весьма незначительно — абсолютная величина светового давления Солнца на уровне орбиты Земли равна примерно 4 микропаскалям, но при отсутствии гравитационных факторов и воздействия атмосферы оно действует в течение длительного времени и поэтому может существенно влиять на положение и траекторию космического аппарата.
При благоприятных условиях такого давления вполне достаточно для того, чтобы космический парусник разогнался до скорости в несколько десятков километров в секунду (!). Причем наиболее эффективно использовать парусник можно именно в межпланетном сообщении — свет солнца все время ровно “бьет” в паруса. А на околоземной орбите платформа с парусом периодически находится то на свету, то в тени Земли. А значит, придется также периодически поворачивать каждый лепесток вокруг своей оси. Но это уже, как говорится, дело техники.
Начнут ли использовать солнечные паруса уже в самой ближайшей перспективе? В НПО имени Лавочкина убеждены, что все к тому идет. Конечно, о станции с экипажем на борту речи пока нет, но вот в качестве космического зонда с научной аппаратурой, который можно направить к границам Солнечной системы, солнечный парусник вполне реален.
И не только. Совместно с Институтом космических исследований РАН лавочкинцы разработали проект “Солнечная погода”.
Суть идеи заключается в том, что платформа с солнечными парусами может подойти к Солнцу гораздо ближе, чем существующие аппараты. По сути, устойчивая гало-орбита может быть построена на расстоянии трех миллионов километров от Земли, а не полутора миллионов, как нынче. Возмущения в солнечном ветре и магнитном поле, которые могут достигнуть Земли и вызвать нарушения в системах связи, линиях электропередач, аппаратура космического аппарата будет фиксировать куда быстрее. Следовательно, и сигнал тревоги на Земле будет получен гораздо раньше. Другой вопрос: когда же наши серебряные лепестки распустятся в космосе? Тем более что соседи по космическому цеху тихой сапой пробираются к практическому применению солнечных парусов. Например, в 1999 году германское аэрокосмическое агентство совместно с ЕКА отрабатывали в земных условиях технологию разворачивания четырехсекционного паруса собственной конструкции. Сегодня на повестке дня Европейского космического агентства — запуск парусного зонда к Меркурию.
Американцы в 2004 году в вакуумной камере раскрыли двадцатиметровую модель. А в настоящее время в НАСА все активнее поговаривают об отправке парусника к границе Солнечной системы. Японский институт космических исследований в том же 2004 году провел эксперимент по раскрытию элементов конструкции солнечного паруса различных конфигураций на высотах в 120 и 170 километров. И они раскрылись.
А что же мы?
— Мы могли бы здесь оказаться впереди планеты всей, — говорит Виктор Кудряшов. — Но все погубила досадная случайность.
Оказалось, что 21 июня 2005 года специалисты НПО имени Лавочкина подготовили к запуску космический аппарат Cosmos-1. Запуск доверили конверсионной ракете “Волна”. Пуск производил из глубин Баренцева моря экипаж подводного атомохода “Борисоглебск”. Увы. На 83-й секунде полета что-то в ракете-носителе не заладилось, и она рухнула в морскую пучину. До этого в 2001 году на такой же “Волне” погиб аппарат с двумя лепестками, которые должны были продемонстрировать поведение солнечного паруса в космическом пространстве в процессе развертывания.
Примечательно, что практически все работы по разработке и созданию солнечного паруса финансировало американское Планетарное общество, учрежденное в 1980 году профессором Брюсом Мюрреем, нынешним исполнительным директором Планетарного общества Луисом Фридманом и писателем, фанатом космоса Карлом Саганом, а также фирма Cosmos Studios. Писатель ушел из жизни, но он был весьма увлечен идеей солнечных парусов. В память о муже и друге его вдова Энн Друян и соратники решили распустить в космосе солнечный парус. Они собрали четыре миллиона долларов частных пожертвований, и для реализации проекта была выбрана российская фирма — “НПО имени Лавочкина”.
Исполнительный директор Планетарного общества Луис Фридман после неудачного пуска заявил, что пока рано впадать в отчаяние и что новая попытка раскрыть в космосе солнечный парус все же последует. Дело за малым — обеспечить финансирование проекта. Ведь у российской космонавтики на подобные эксперименты средств, к сожалению, пока нет.
