Missä aurinkotuuli sammuu takaapäin ja ikuisuus seisoo vieressämme … Mitä odottaa niitä, jotka pystyivät murtautumaan heliopaussin läpi ja koskettamaan kaukana olevien tähtien valoa? Kuiper -vyöhiukkasten aavemainen hehku. Vuosikymmenten lento ilman mahdollisuutta vaihtaa viallisia yksiköitä. Yritetään muodostaa yhteys maapallon kanssa 200 tähtitieteellisen yksikön etäisyydeltä.
Onko nykyaikaisella tekniikalla mahdollista päästä niin kaukaisille rajoille? Lentää sinne, mistä radiosignaalit tulevat päivän viiveellä? Jopa valo antaa tien valtavalle etäisyydelle, mutta ihmisen mieli menee eteenpäin.
Hyppää päivänvalon läpi
30 miljardia kilometriä. 70 vuotta lentoa käyttäen olemassa olevia ylempiä vaiheita nestemäisten polttoaineiden kanssa. Nykyaikaisia planeettojen välisiä asemia ei ole suunniteltu tällaisiin tutkimusmatkoihin. Kolmen tai neljän vuosikymmenen kuluttua radioisotooppiparisto tyhjenee. Hydratsiinin tarjonta AMC -suunnan moottoreissa on loppumassa. Viestintä katkeaa ja ikuisesti nukahtanut anturi liukenee loputtomaan avaruuteen.
Tähän mennessä ihmiskunta on onnistunut rakentamaan kuusi "tähtialusta", jotka ovat ylittäneet kolmannen kosmisen nopeuden ja poistuneet aurinkokunnasta ikuisesti.
Tässä sankarien nimet.
Pioneer-sarjan automaattiset planeettojen väliset asemat numeroitu 10 ja 11. Käynnistettiin vuosina 1972-73. "Pioneerit" saapuivat ulkoisten planeettojen alueelle lähettäen ensimmäistä kertaa Maalle valokuvia ja tieteellistä tietoa Jupiterin ja Saturnuksen läheisyydestä. Kun he olivat tehneet liikkeen jättiläisplaneettojen painovoimakentällä, he jättivät ekliptisen alueen ikuisesti ja ryhtyivät epätasaiseen taisteluun avaruuden ja ajan kanssa.
Viestintä Pioneer 11: n kanssa katkesi vuonna 1995, jolloin se oli jo kaukana Pluton kiertoradasta. Tähän mennessä anturi on siirtynyt pois auringosta 90 AU: lla. ja jatkaa matkaansa kohti Kilven tähdistöä.
Sen kaksos kesti täsmälleen kolmekymmentä vuotta avaruudessa: Pioneer 10: n uusimmat tieteelliset tiedot välitettiin Maalle vuonna 2002. Laskelmien mukaan vuonna 2012 sen olisi pitänyt olla 100 AU. auringosta. Ikuisesti nukahtanut anturi kultalevyllä lentää kohti Alpha Härkää. Arvioitu saapumisaika - 2 000 000 jKr.
Seuraavat sankarit ovat osallistujia hämmästyttävään Voyager-tehtävään, joka on kaikkien aikojen suurin tutkimusmatka planeettojen välisillä lennoilla. Kaksi koetinta osui tielle vuonna 1977 toivossa vierailla kaikkien ulkoisten planeettojen läheisyydessä. Voyager -päätehtävä päättyi täydelliseen voittoon: koettimet tutkivat Jupiteria, Saturnusta, Uranusta, Neptunusta, niiden renkaita ja 48 jättiläisplaneettojen satelliittia lentomatkalta. Kun kulkimme Neptunuksen ylemmän pilvikerroksen yli, 12 vuoden lennon ja 4 miljardin kilometrin matkan jälkeen, Voyager 2: n poikkeama lasketusta liikeradasta oli uskomaton 200 metriä!
Tänään, 37 vuotta laukaisunsa jälkeen, he jatkavat matkaansa tähtienvälisessä valtameressä ja siirtyvät pois Maasta 107 ja 130 AU: n etäisyydellä. Voyager 1 -levyn radiosignaalin viive on 17 tuntia 36 minuuttia. Lähettimen teho on vain 26 wattia, mutta sen signaalit saavuttavat edelleen maan.
Ajotietokoneen Voyager -muistikapasiteetti on 100 kertaa pienempi kuin nykyaikaisen mp3 -soittimen. Ainutlaatuiset retrolaitteet jatkavat työtään sähkömagneettisten myrskyjen pyörteiden ja vuosikymmenten avoimen avotyön kautta. Säiliöissä on jäljellä useita litreita arvokasta hydratsiinia, ja radioisotooppigeneraattorin teho saavuttaa edelleen 270 wattia. Jo Neptunuksen kiertoradan ulkopuolella NASA-ohjelmoijat onnistuivat "salamaamaan" Voyagerin ajotietokoneen: nyt anturin tiedot on koodattu erittäin turvallisella Reed-Solomon-kaksoiskoodilla (kummallista on, että Voyagersin käynnistämisen aikana tällaista koodia ei ole vielä käytetty käytännössä). Uuden vuosisadan alkuun mennessä anturit siirtyivät asennonohjausmoottoreiden varajoukkoon (päälaite oli tehnyt siihen mennessä 353 tuhatta korjausta), mutta joka päivä auringonanturin on vaikeampi löytää hämärää valoaan taustalla tuhansia kirkkaita tähtiä. On olemassa uhka suunnan menettämisestä ja yhteyden menettämisestä maapallon kanssa.
Kesällä 2012 Voyager 1: n laitteet havaitsivat jyrkän laskun aurinkotuulen varautuneiden hiukkasten voimakkuudessa - anturi ylitti aurinkokunnan rajan ja pääsi pois heliosfääristä. Nyt anturin signaalit vääristyvät uudella, koskaan aiemmin tallentamattomalla äänellä-tähtienvälisen väliaineen plasmalla.
Tammikuussa 2006 lanseerattu automaattiasema "New Horizons" on jo yhdeksännen vuoden ajan noussut avaruuteen, ja sen tavoitteena on Pluto, jonka ulkonäöstä emme tiedä juuri mitään. Arvioitu saapumisaika määränpäähän - 14. heinäkuuta 2015. Yhdeksän ja puoli vuotta lentoa - ja vain kolme päivää läheiselle tuttavuudelle kaukaisimmasta planeetasta.
New Horizons lähti maanläheiseltä kiertoradalta suurimmalla nopeudella kaikkien avaruusalusten joukossa - 16, 26 km / s suhteessa Maan tai 45 km / s suhteessa Aurinkoon, mikä teki New Horizonsista automaattisesti tähtialuksen.
On odotettavissa, että Pluton kulkemisen jälkeen luotain jatkaa työtään avaruudessa seuraavan vuosikymmenen puoliväliin saakka, kun se on eläkkeellä Auringosta 50-55 AU. Lyhyempi käyttöaika Voyagersiin verrattuna johtuu radioisotoopin "akku" -operaation lyhyestä kestosta - kesällä 2015 RTG -laitteiden teho vapautuu vain 174 wattia.
Hieman "New Horizonsin" takana lentää toinen merkittävä esine-kiinteän polttoaineen ylempi vaihe ATK STAR-48B. Myös Atlas-5-kantoraketin kolmas vaihe, joka toi New Horizons -luotaimen Pluton lähtöradalle, saavutti myös heliocentrisen nopeuden ja poistuu nyt varmasti aurinkokunnan rajoilta. Yhdessä hänen kanssaan samasta syystä kaksi tasapainotuspainoa lentää tähtiin. Toinen vaihe (ylempi vaihe "Centaurus") pysyi heliocentrisellä kiertoradalla, jonka kiertoaika oli 2,83 vuotta.
Laskelmien mukaan STAR-48B ohittaa lokakuussa 2015 200 miljoonaa kilometriä Plutosta ja katoaa sitten ikuisesti avaruuden syvyyksiin.
Laivat nukahtavat ja aika menettää merkityksensä heille. Satojen tuhansien, ehkä miljoonien vuosien kuluttua kaikki nämä ihmisen tekemät esineet saavuttavat tähdet. Tiedemiehet ovat kuitenkin kiinnostuneita mahdollisuudesta luoda OPERATING -avaruusaluksia, jotka kykenevät jatkamaan työskentelyään tähtienvälisessä avaruudessa pitkän ajan ja siirtymään pois auringosta satojen tähtitieteellisten yksiköiden etäisyydellä.
TAU -projekti
TAU (Tuhannet tähtitieteelliset yksiköt). Vuoden 1987 konsepti käsitti automaattisen aseman lähettämisen 1/60 valovuoden etäisyydelle Auringosta. Arvioitu matka -aika on 50 vuotta. Retkikunnan tarkoitus: rakentaa suurenmoinen etäisyysmittari, jonka pohja on 1000 AU, erittäin tarkka etäisyyden mittaaminen tähtiin, myös galaksimme ulkopuolelle. Toissijaiset tehtävät: heliopause-alueen tutkimus, erittäin pitkän matkan avaruusviestinnän ongelman ratkaisu, suhteellisuusteorian oletusten tarkistaminen.
Anturin virtalähde on pienikokoinen ydinreaktori, jonka lämpöteho on 1 MW. Ionimoottori, jonka käyttöikä on 10 vuotta. TAU -hankkeen laatijat lähtivät yksinomaan tuolloin olemassa olevista tekniikoista.
Tällä hetkellä tähtienvälisen tutkimusmatkan yksityiskohtaisin ja toteutettavin projekti on Innovatiivinen tähtienvälinen tutkimusmatkailija. Pienikokoinen koetin, joka kuljettaa aluksella 35 kg tieteellisiä laitteita ja joka on varustettu kolmella RTG: llä ja avaruusviestintäjärjestelmällä, joka pystyy tarjoamaan vakaan yhteyden Maan kanssa 200 AU: n etäisyydeltä.
Kiihtyvyys perinteisellä raketin kiihdyttimellä kemiallisella polttoaineella, painovoima Jupiterin läheisyydessä ja ionipotkurit, joissa työneste on ksenonia. Kaikki nämä kolme tekniikkaa ovat olemassa ja ne ovat käytännössä hyvin todistettuja.
Deep Space-1 -anturin marssi-ionimoottori
Ionimoottori vaatii kaksi asiaa: käyttönesteen (kaasun) ja useita kilowatteja sähköä. Työvälineen vähäisen kulutuksen vuoksi ionimoottori voi toimia jatkuvasti kymmenen vuoden ajan. Valitettavasti hänen työntövoimansa on myös vähäinen - kymmenesosa Newtonista. Tämä ei ole täysin riittävä laukaisemiseen maan pinnalta, mutta nollapainossa jatkuvan pitkäaikaisen toiminnan ja suuren ominaisimpulssin ansiosta tällainen moottori pystyy kiihdyttämään anturin suurille nopeuksille.
Innovatiivisessa Interstellar Explorer -tehtävässä tutkijat toivovat voivansa kiihdyttää anturin nopeuteen 35-40 km / s (yli 4 AU vuodessa) käyttämällä kolmea kiihdytysmenetelmää. Tämä on erittäin korkea nykyaikaisen kosmonautian standardien mukaan (Voyager 1: n ennätys on 17 km / s), mutta se on käytännössä täysin mahdollista nykyaikaisten sähkömoottorien ja suuritehoisten radioisotooppienergiageneraattoreiden avulla.
NASAn asiantuntijat ovat tehneet tutkimusta Innovtive Interstellar Explorer -ohjelman puitteissa vuodesta 2003. Alun perin oletettiin, että koetin käynnistetään vuonna 2014 ja saavuttaa tavoitteensa (siirtää 200 AU auringosta) vuonna 2044.
Valitettavasti lähin aloitusikkuna jäi väliin. Tähtienvälinen luotainohjelma ei ole NASAn ensisijainen ohjelma (toisin kuin realistisemmat Mars -kulkurit, planeettojen väliset asemat ja rakenteilla oleva Webb -avaruusteleskooppi).
Suotuisat olosuhteet tähtienvälisen koettimen laukaisulle toistetaan 12 vuoden välein (koska on tarpeen suorittaa liike Jupiterin painovoimakentässä). Seuraavan kerran "ikkuna" avautuu vuonna 2026, mutta on kaukana siitä, että tätä mahdollisuutta käytetään aiottuun tarkoitukseen. Ehkä jotain päätetään vuoteen 2038 mennessä, mutta Innovative Interstellar Explorer -konsepti on todennäköisesti loputtomasti vanhentunut siihen mennessä.
Insinöörit työskentelevät jo sähkölämpöplasmakiihdyttimien (VASIMR), magnetoplasma-dynaamisten moottoreiden ja Hall-moottorin parissa. Näillä sähkörakettimoottorin muunnelmilla on myös korkea ominaisimpulssi, joka on verrattavissa lyönteihin. imp. ionipotkureita, mutta ne pystyvät kehittämään suuruusluokan enemmän työntövoimaa - ts. kiihdyttää alus määrätyille nopeuksille lyhyemmässä ajassa.
