В 2075-2076 годах карликовая планета Седна пройдет через перигелий — ближайшую к Солнцу точку орбиты. Тогда она будет от нас на расстоянии 76,19 астрономических единиц (расстояний от Земли до Солнца). Это максимально близко к Земле, но все равно почти в три раза дальше Нептуна.
Предложен двигатель, который позволит достичь малой планеты Седна за 7 лет
Ученые из Политехнического университета Бари предложили два способа достичь Седны — самой далекой карликовой планеты Солнечной системы. Термоядерный двигатель доставит аппарат за 10 лет с возможностью выхода на орбиту, а модернизированный солнечный парус — за 7 лет для пролетной миссии.
Седна. Реконструкция. Тусклое пятнышко в правом верхнем углу — это Солнце. NASA/JPL-Caltech
Карликовая планета Седна находится далеко за орбитой Плутона. Она совершает полный оборот вокруг Солнца за 11 000 лет. Поверхность Седны — красная, что указывает на сложную химию и возможное присутствие органических соединений. Ее температура никогда не превышает −240°C, это одно из самых холодных мест в Солнечной системе. Ученые считают, что Седна может быть первым известным небесным телом из внутреннего облака Оорта, изучение которого откроет секреты формирования нашей планетной системы.
Новое исследование, размещенное на сервере препринтов arxiv командой во главе с Еленой Анконой из Политехнического университета Бари, предлагает два подхода для достижения Седны в этом узком временном окне. Первый метод использует прямой термоядерный двигатель мощностью 1,6 МВт, который может доставить аппарат к Седне за 10 лет с возможностью выхода на орбиту планеты. Второй подход основан на усовершенствованной технологии солнечного паруса с термической десорбцией и гравитационным маневром вокруг Юпитера, что позволит добраться до цели за семь лет, но только для пролетной миссии.
Оба подхода сталкиваются с серьезными технологическими вызовами, но представляют собой потенциальный прорыв в освоении дальнего космоса.
Прямой термоядерный двигатель
Схема прямого термоядерного привода.
Direct Fusion Drive (DFD) является концептуальным ядерно-термоядерным ракетным двигателем с низкой радиоактивностью, предназначенным для производства как тяги, так и электроэнергии. Концепция реактора была предложена в 2002 году.
Двигатель работает на чистом дейтерии и использует магнитное удержание с нагревом для создания управляемой термоядерной реакции мощностью от 1 до 10 МВт Ключевое преимущество DFD в том, что он напрямую преобразует энергию термоядерного синтеза в тягу, минуя промежуточные этапы преобразования энергии.
Теоретически DFD способен разогнать космический аппарат до скорости 44 км/с, что позволяет достичь окрестностей Нептуна менее чем за 10 лет. Главное преимущество термоядерного двигателя — возможность выхода на орбиту вокруг Седны для длительного изучения объекта. Но технология остается в значительной степени концептуальной и требует новых решений, которые пока не реализованы.
Солнечные паруса с термической десорбцией
Модифицированный солнечный парус.
Традиционные солнечные паруса используют давление солнечного излучения для создания тяги. Новая концепция добавляет инновационный механизм: вместо полной зависимости от давления солнечного излучения, эта концепция использует термическую десорбцию — процесс, при котором молекулы или атомы, прикрепленные к поверхности паруса, высвобождаются при нагревании этой поверхности, и именно этот процесс создает тягу. Такой парус может за год преодолеть 20-40 а. е.
Технология солнечного паруса с термической десорбцией представляется более реалистичной в ближайшем будущем, поскольку основывается на уже проверенных принципах. Основной недостаток — возможность только пролетной миссии без выхода на орбиту, что ограничивает время наблюдений Седны всего несколькими часами или днями.
Обе технологии требуют точно рассчитанных гравитационных маневров и представляют собой значительный скачок в развитии космических двигательных установок. Естественно, если такие технологии будут реализованы, они позволят за обозримое время достигать и более близких объектов Солнечной системы, например, Юпитера и Сатурна.