Hvor solvinden dør ned i akter og evigheden står ved siden af os … Hvad venter dem, der var i stand til at bryde igennem heliopausen og røre lyset fra fjerne stjerner? Kuiperbæltepartiklernes spøgelsesagtige glød. Årtiers flyvning uden mulighed for at udskifte fejlende enheder. Forsøg på at etablere kommunikation med Jorden fra en afstand af 200 astronomiske enheder.
Vil det være muligt med moderne teknologier at tage så fjerne grænser? Flyve til hvor radiosignalerne kommer fra med en forsinkelse på et døgn? Selv lys giver plads til en enorm afstand, men det menneskelige sind går fremad.
Spring gennem dagslys
30 milliarder kilometer. 70 års flyvning ved hjælp af eksisterende øvre etaper med flydende drivmotorer. Moderne interplanetære stationer er ikke designet til sådanne ekspeditioner. Efter tre til fire årtier dør radioisotopbatteriet. Tilførslen af hydrazin i AMC -orienteringsmotorerne er ved at løbe tør. Kommunikation er afbrudt, og sonden, der er faldet i søvn for evigt, opløses i uendelig plads.
Hidtil har menneskeheden formået at bygge seks "stjerneskibe", der har overskredet den tredje kosmiske hastighed og har forladt solsystemet for evigt.
Her er navnene på heltene.
Automatiske interplanetære stationer i Pioneer-serien nummereret 10 og 11. Lanceret i 1972-73. "Pionererne" nåede regionen på de ydre planeter og transmitterede fotografier og videnskabelige data fra Jupiter og Saturn's nærhed til jorden for første gang. Efter at have foretaget en manøvre i de kæmpe planeters tyngdefelt forlod de ekliptikregionen for altid og indledte en ulige kamp med rum og tid.
Kommunikationen med Pioneer 11 blev afbrudt i 1995, da den allerede var langt ud over Plutos bane. På nuværende tidspunkt har sonden bevæget sig væk fra solen med 90 AU. og fortsætter sin vej mod stjernebilledet af skjoldet.
Dens tvilling varede præcis tredive år i det ydre rum: de seneste videnskabelige data fra Pioneer 10 blev overført til Jorden i 2002. Ifølge beregninger skulle den i 2012 have ligget på 100 AU. fra solen. En sonde, der er faldet i søvn for altid med en guldplade ombord, flyver mod Alpha Taurus. Anslået ankomsttid - 2.000.000 e. Kr.
De næste helte er deltagere i den forbløffende Voyager-mission, den største ekspedition, der nogensinde er foretaget på interplanetariske flyvninger. To sonder kom på vejen tilbage i 1977 med håb om at besøge alle de ydre planets nærhed. Den vigtigste Voyager -mission endte med fuldstændig triumf: sonderne studerede Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, deres ringe og 48 satellitter på de gigantiske planeter fra flybybanen. I øjeblikket for at passere over det øvre skylag i Neptun, efter 12 års flyvning og 4 milliarder km tilbagelagt afstand, var Voyager 2's afvigelse fra den beregnede bane utrolige 200 meter!
I dag, 37 år efter deres lancering, fortsætter de deres rejse i det interstellare hav og bevæger sig væk fra Jorden i en afstand af 107 og 130 AU. Forsinkelsen af radiosignalet fra Voyager 1 -kortet er 17 timer 36 minutter. Senderens effekt er kun 26 watt, men dens signaler når stadig jorden.
Hukommelseskapaciteten på den indbyggede Voyager -computer er 100 gange mindre end en moderne mp3 -afspiller. Det unikke retroudstyr fortsætter sit arbejde gennem hvirvelvindene af elektromagnetiske storme og årtiers arbejde i det åbne rum. Der er flere liter kostbar hydrazin tilbage i tankene, og radioisotopgeneratorens effekt når stadig 270 watt. Allerede uden for Neptuns kredsløb lykkedes det NASA-programmører at "refleksere" Voyagers kørecomputer: nu er sondedata kodet med en meget sikker dobbelt Reed-Solomon-kode (underligt nok, under lanceringen af Voyagers, er sådan en kode endnu ikke brugt i praksis). I begyndelsen af det nye århundrede skiftede sonderne til et backup -sæt af holdningskontrollmotorer (hovedsættet havde foretaget 353 tusinde korrektioner på det tidspunkt), men hver dag er det sværere for solsensoren at finde sit svage lys mod baggrunden for tusinder af lyse stjerner. Der er en trussel om tab af orientering og tab af kommunikation med Jorden.
I sommeren 2012 registrerede Voyager 1's udstyr et kraftigt fald i intensiteten af ladede partikler i solvinden - sonden krydsede solsystemets grænse og kom ud af heliosfæren. Nu er sondens signaler forvrænget af en ny, aldrig før optaget lyd-plasmaet i det interstellare medium.
For det niende år har den automatiske station "New Horizons", der blev lanceret i januar 2006, dukket op i rummet. Missionens mål er Pluto, hvis udseende vi næsten ikke ved noget om. Anslået ankomsttidspunkt til destinationen - 14. juli 2015. Ni og et halvt års flyvning - og kun tre dage til et tæt bekendtskab med den fjerneste planet.
New Horizons forlod jordbanen med den højeste hastighed blandt alle rumfartøjer - 16, 26 km / s i forhold til Jorden eller 45 km / s i forhold til Solen, hvilket automatisk gjorde New Horizons til et stjerneskib.
Det forventes, at sonden efter passage af Pluto vil fortsætte sit arbejde i det åbne rum indtil midten af det næste årti, efter at have trukket sig tilbage fra solen med 50-55 AU. Den kortere missionsvarighed i sammenligning med Voyagers skyldes den korte varighed af radioisotopens "batteri" -drift - i sommeren 2015 vil RTG'ernes effektudløsning kun være 174 watt.
Lidt bag "New Horizons" flyver et andet bemærkelsesværdigt objekt-et solidt drivende overtrin ATK STAR-48B. Den tredje fase af Atlas-5-affyringsvognen, der bragte New Horizons-sonden til sin afgangsbane til Pluto, opnåede også heliocentrisk hastighed og vil nu helt sikkert forlade solsystemets grænser. Sammen med hende flyver to afbalanceringsvægte af samme grund til stjernerne. Den anden fase (øvre fase "Centaurus") forblev i en heliocentrisk bane med en kredsløbstid på 2,83 år.
Ifølge beregninger vil STAR-48B i oktober 2015 passere 200 millioner km fra Pluto og derefter forsvinde for evigt i dybden af rummet.
Skibene falder i søvn, og tiden mister mening for dem. I hundredtusinder, måske millioner af år, vil alle disse menneskeskabte objekter nå stjernerne. Men forskere er interesserede i muligheden for at skabe OPERATING rumfartøjer, der er i stand til at fortsætte med at arbejde i interstellar rum i en længere periode og bevæge sig væk fra solen i en afstand af hundredvis af astronomiske enheder.
TAU projekt
TAU (Tusind astronomiske enheder). 1987 -konceptet, der involverede at sende en automatiseret station i en afstand af 1/60 lysår fra Solen. Estimeret rejsetid er 50 år. Ekspeditionens formål: konstruktion af en grandiose afstandsmåler med et grundlag på 1000 AU, højpræcisionsmåling af afstande til stjerner, herunder dem uden for vores galakse. Sekundære opgaver: undersøgelse af heliopauseregionen, løsning af problemet med ultralange rumkommunikation, verifikation af relativitetsteoriens postulater.
Sondens strømforsyning er en atomreaktor af lille størrelse med en termisk effekt på 1 MW. Ionmotor med en levetid på 10 år. Forfatterne til TAU -projektet gik udelukkende ud fra de teknologier, der var eksisterende på det tidspunkt.
I øjeblikket er det mest detaljerede og gennemførlige projekt for en interstellar ekspedition Innovative Interstellar Explorer. En sonde i kompakt størrelse med 35 kg videnskabeligt udstyr om bord og udstyret med tre RTG'er og et rumkommunikationssystem, der er i stand til at levere stabil kommunikation med Jorden fra en afstand på 200 AU.
Acceleration ved hjælp af en konventionel raketaccelerator på kemisk brændstof, gravitationsmanøvre i nærheden af Jupiter og ionpropeller, hvor arbejdsvæsken er xenon. Alle tre af disse teknologier eksisterer og er velbevist i praksis.
Marcherende ion-motor i Deep Space-1-sonden
En ionmotor kræver to ting: en arbejdsvæske (gas) og flere kilowatt elektricitet. På grund af det ubetydelige forbrug af arbejdsmediet kan ionmotoren fungere kontinuerligt i ti år. Ak, hans kraft er også ubetydelig - tiendedele af Newton. Dette er fuldstændig utilstrækkeligt til en opsendelse fra jordens overflade, men i nul tyngdekraft på grund af kontinuerlig langsigtet drift og høj specifik impuls er en sådan motor i stand til at accelerere sonden til høje hastigheder.
I den innovative Interstellar Explorer-mission ved hjælp af tre accelerationsmetoder håber forskere at accelerere sonden til en hastighed på 35-40 km / s (over 4 AU om året). Dette er ekstremt højt efter standarderne i moderne kosmonautik (Voyager 1 har en rekord på 17 km / s), men det er ganske praktisk muligt i praksis at bruge moderne elektriske fremdriftsmotorer og radioisotop-energigeneratorer med høj kapacitet.
Forskning under Innovtive Interstellar Explorer -programmet er blevet udført af NASA -specialister siden 2003. Oprindeligt blev det antaget, at sonden ville blive lanceret i 2014 og nå sit mål (flytte 200 AU fra solen) i 2044.
Ak, det nærmeste startvindue blev savnet. Det interstellare sondeprogram er ikke et prioriteret program for NASA (i modsætning til de mere realistiske Mars -rovere, interplanetære stationer og Webb -rumteleskopet under opførelse).
Gunstige betingelser for opsendelse af en interstellar sonde gentages hvert 12. år (på grund af behovet for at udføre en manøvre i Jupiters tyngdefelt). Næste gang åbnes "vinduet" i 2026, men det er langt fra, at denne chance vil blive brugt til det tilsigtede formål. Måske vil noget blive besluttet inden 2038, men konceptet Innovative Interstellar Explorer vil sandsynligvis være uendeligt forældet på det tidspunkt.
Ingeniører arbejder allerede på elektrotermiske plasmacceleratorer (VASIMR), magnetoplasma-dynamiske motorer og en Hall-motor. Disse variationer af den elektriske raketmotor har også en høj specifik impuls, der kan sammenlignes med slag. imp. ion -thrustere, men de er i stand til at udvikle en størrelsesorden mere kraft - dvs. accelerere skibet til de angivne hastigheder på kortere tid.
