Logo
Cover

Великие географические открытия прошлого стали возможны во многом благодаря парусам, и в новом веке космических исследований паруса могут снова сыграть важную роль. На этот раз, однако, их будет наполнять не ветер, а свет, поэтому они должны быть чрезвычайно тонкими, легкими и отражающими. Такими, как графеновые паруса, которые создали и уже испытали в условиях невесомости инженеры стартапа, финансируемого Европейским космическим агентством.

Впервые полеты в дальний космос стали возможны, когда космический аппарат «Вояджер-1» покинул Солнечную систему в 2012 году, пролетев 121 а. е. за 35 лет. Однако если человечество надеется в обозримом будущем достигать соседних звезд, нужно придумать какой-то более эффективный способ перемещения.

Один из таких вариантов — солнечный парус. Впервые технология была продемонстрирована в 2010 году во время японской миссии IKAROS, а в 2019 Планетарное общество запустило LightSail 2, миниатюрный спутник с парусом размером с боксерский ринг, который использует энергию фотонов.

Преимущества солнечных парусников в том, что они могут обойтись без топлива, а это значительно сокращает массу аппарата и расходы. К несчастью, давление светового излучения дает релевантное ускорение лишь в том случае, если площадь паруса довольно велика — от нескольких десятков до тысяч квадратных метров. При этом он должен оставаться прочным, но легким, пишет EurekAlert.

Решением проблемы может стать графен, углеродный материал толщиной в один атом.

Специалисты команды GrapheneSail разработали конструкцию паруса из перфорированной пленки, отверстия которой заполнены графеном. Производство такого паруса относительно несложное, и его легко можно масштабировать до нескольких квадратных километров.

Материал испытали в специальной башне Fallturm бременского университета ZARM, где на несколько секунд достигаются условия невесомости. Когда во время свободного парения на прототип паруса направили лазеры мощностью 1 Вт, он достиг ускорения 1 м/с.

«Мы хотим добраться на парусах до Марса раньше SpaceX, — пошутил Сантьяго Картамиль-Буэно, руководитель проекта. — но пока мы будем реалистами. Сейчас графеновые паруса будет разрабатывать инкубатор Европейского космического агентства в Гессене и Баден-Вюртемберге, и мы ищем новых стратегических партнеров, которые позволят нам масштабировать технологию, чтобы испытать ее в космосе».

Есть свой проект солнечных парусников и у NASA. Агентство собирается провести испытания, чтобы понять, можно ли использовать солнечные паруса как альтернативу маневровым двигателям, работающим на топливе, для малых спутников, а в потенциале — и для полетов в открытый космос.