23 июля крошечный космический корабль на орбите вокруг Земли развернул тонкий слой синтетического волокна размером с боксерский ринг. В результате получился светоотражающий парус, который движется не по ветру, а по солнечному свету, тем самым толкая зонд вперед.

Этот крайне необычный космический корабль называется LightSail 2, а принадлежит он некоммерческой организации The Planetary Society (Планетарное общество), которая выступает за освоение космоса. Единственная цель нового зонда — продемонстрировать возможность перемещения космического корабля в космосе без использования химического топлива, которое очень много весит, а также является токсичным и дорогим в использовании. 

«У вас никогда не кончится топливо», — сказал Билл Най, генеральный директор The Planetary Society перед запуском LightSail 2. «Это идеально подходит для определенных миссий».

Вместо того, чтобы полагаться на традиционные виды топлива для маневрирования в космосе, LightSail 2 будет использовать энергию частиц света, известных как фотоны. Фотоны не имеют массы, но имеют импульс и движутся со скоростью света. Всякий раз, когда фотон сталкивается с отражающей поверхностью, он отскакивает назад, при этом отдавая часть энергии ударяемому объекту и тем самым двигая его вперед.

Однако LightSail 2 не был первым — 9 годами ранее Япония запустила зонд IKAROS, который и стал первым космическим кораблем, который использовал солнечный парус для ускорения, причем достаточно значительного: за 3 года он смог увеличить свою скорость на 400 м/c. Но если у японского зонда целью было доказательство того, что солнечный парус действительно работает, то у корабля The Planetary Society в планах показать, что использование солнечного ветра может быть достаточно эффективным для замены химических двигателей.



В течение следующего месяца LightSail 2 исполнит что-то вроде танца на орбите, поворачивая свой парус в разные стороны, чтобы «покататься» на солнечном свете. По мере приближения к Солнцу космический корабль будет стараться держать парус перпендикулярно ему. А при удалении от Солнца при полете по орбите зонд наоборот будет «расправлять» парус, чтобы солнечный ветер действовал на максимальную его площадь. «Это будет очень похоже на парусник, на котором вы сначала идете галсами против ветра», — сказал Най. «А затем вы поворачиваете и пользуетесь преимуществом плавания по ветру». Если все пойдет хорошо, то солнечный свет ускорит LightSail 2, и орбита космического корабля вокруг Земли немного поднимется.

Концепция путешествия с помощью солнечного ветра была мечтой известного астрофизика Карла Сагана, который стал соучредителем Планетарного общества. Саган даже показал модель солнечного паруса на Tonight Show с участием Джонни Карсона в 1976 году. «Он может помочь уйти от Солнца. Он может помочь полететь внутрь Солнечной системы», — сказал тогда Саган Карсону. «И поскольку он обеспечивает постоянное ускорение, он может перемещать вас по внутренней части Солнечной системы намного быстрее и намного удобнее, чем обычные виды ракетных двигателей».

Последние 10 лет The Planetary Society упорно трудилась, чтобы превратить мечту своего бывшего босса в реальность. Они разработали небольшой зонд с солнечным парусом, который помещается в CubeSat — стандартизированный формат малых спутников размером с буханку хлеба. Конструкция включает в себя четыре раскладные спицы из кобальта, между которыми находится майларовый парус. Оказавшись в космосе, спицы вытягиваются на всю длину, тем самым раскрывая парус, который в итоге примет форму квадрата с площадью в 32 квадратных метра. Сам процесс очень деликатен, ведь майлар, искусственное волокно, по толщине схож с человеческим волосом.

В 2015 году Планетарное общество запустило свой первый космический корабль с солнечным парусом, названный LightSail 1, на борту ракеты Atlas V. После нескольких «пробуксовок» парус успешно развернулся, доказав, что конструкция жизнеспособна. Однако этот зонд находился на слишком низкой орбите, чтобы использовать солнечный ветер для перемещения. Атмосфера была слишком плотной и гасила положительный эффект от солнечного паруса.



С учетом уроков, извлеченных из этой миссии, The Planetary Society создала LightSail 2 и запустила его в космос 25 июня на борту ракеты SpaceX Falcon Heavy вместе с 23 тремя другими CubeSat. Вскоре после запуска он был выведен на орбиту чуть более 720 километров над Землей. На этой высоте сопротивление атмосферы Земли ничтожно, а это означает, что на этот раз космический корабль может полноценно использовать солнечный ветер, чтобы поднять свою орбиту примерно на 15 километров. При этом давление солнечного ветра будет сравнимо с тем, как муха давит на вашу руку — казалось бы, это очень слабое воздействие, но с учетом длительного времени оно позволит значительно увеличить скорость корабля.

В конце концов, это повышение орбиты приведет к гибели зонда. LightSail 2 сможет увеличивать высоту своей орбиты только на одной стороне Земли, и каждый раз, когда орбита становится выше с этой стороны, она будет становиться ниже с другой. Примерно через год LightSail 2 пройдет достаточно близко от Земли, чтобы погрузиться в атмосферу планеты и сгореть во время спуска.

Однако его гибель в огне не станет трагедией, поскольку LightSail 2 предназначен только для того, чтобы доказать, что этот тип движителя в космосе может эффективно работать. Если это удастся сделать, Планетарное общество планирует поделиться своей техникой создания солнечного паруса с другими разработчиками космических кораблей, которые ищут инновационные способы полета в космосе. Солнечный парус можно использовать как для чего-то простого, типа поддержание космического корабля на определенной орбите, так и для чего-то более сложного — например, для отправки груза на Марс.

Все зависит от того, как будет проходить эта миссия. К тому же, вполне возможно, вы сможете мельком увидеть LightSail 2, когда он будет медленно подниматься на новую более высокую орбиту. Его парус достаточно велик и отлично отражает свет, так что его можно будет увидеть невооруженным глазом, если вы посмотрите на небо в нужное время. В скором времени Планетарное общество предоставит информацию о том, где находится LightSail 2 и какова его орбита, чтобы астрономы и простые люди могли наблюдать за ним, когда он летит с помощью солнечного ветра.