Tamo gdje solarni vjetar utihne na krmi, a vječnost stoji pored nas … Šta čeka one koji su uspjeli probiti heliopauzu i dodirnuti svjetlost udaljenih zvijezda? Sablasni sjaj čestica Kajperovog pojasa. Decenije leta bez mogućnosti zamjene pokvarenih jedinica. Pokušaji uspostavljanja komunikacije sa Zemljom sa udaljenosti od 200 astronomskih jedinica.
Hoće li sa savremenim tehnologijama biti moguće zauzeti tako udaljene granice? Letite tamo odakle dolaze radio signali sa kašnjenjem od jednog dana? Čak i svjetlost ustupa mjesto velikoj udaljenosti, ali ljudski um ide naprijed.
Skočite kroz dnevno svjetlo
30 milijardi kilometara. 70 godina leta koristeći postojeće gornje stepene sa motorima na tečno gorivo. Savremene međuplanetarne stanice nisu predviđene za takve ekspedicije. Nakon tri do četiri decenije, radioizotopska baterija se gasi. Opskrba hidrazina u AMC orijentacijskim motorima je na izmaku. Komunikacija je prekinuta, a sonda koja je zaspala zauvijek se rastvara u beskrajnom prostoru.
Do danas je čovečanstvo uspelo da izgradi šest "svemirskih brodova" koji su premašili treću kosmičku brzinu i zauvek napustili Sunčev sistem.
Evo imena heroja.
Automatske međuplanetarne stanice serije Pioneer pod brojevima 10 i 11. Pokrenute 1972-73. "Pioniri" su dosegli područje vanjskih planeta, prenoseći fotografije i naučne podatke iz okoline Jupitera i Saturna na Zemlju po prvi put. Napravili su manevar u gravitacionom polju džinovskih planeta, napustili su područje ekliptike zauvijek i ušli u neravnopravnu bitku s prostorom i vremenom.
Komunikacija s Pioneerom 11 prekinuta je 1995. godine, kada je već bila daleko izvan Plutonove orbite. Sonda se do sada udaljila od Sunca za 90 AJ. i nastavlja svoj put prema sazviježđu Štita.
Njegov blizanac trajao je tačno trideset godina u svemiru: najnoviji naučni podaci iz Pioneer -a 10 preneseni su na Zemlju 2002. godine. Prema proračunima, 2012. je trebalo biti na 100 AJ. od sunca. Sonda koja je zauvijek zaspala sa zlatnom pločom na brodu leti prema Alfa Biku. Predviđeno vrijeme dolaska - 2.000.000 A. D.
Sljedeći heroji su sudionici u nevjerovatnoj misiji Voyager, najvećoj ekspediciji ikada napravljenoj na međuplanetarnim letovima. Dve sonde su se pojavile 1977. godine sa nadom da će posetiti blizinu svih spoljnih planeta. Glavna misija Voyagera završila je potpunim trijumfom: sonde su proučavale Jupiter, Saturn, Uran, Neptun, njihove prstenove i 48 satelita džinovskih planeta sa putanje preleta. U trenutku prelaska gornjeg sloja oblaka Neptuna, nakon 12 godina leta i 4 milijarde km pređene udaljenosti, odstupanje Voyagera 2 od izračunate putanje bilo je nevjerovatnih 200 metara!
Danas, 37 godina nakon lansiranja, nastavljaju putovanje u međuzvjezdanom okeanu, udaljavajući se od Zemlje na udaljenosti od 107 i 130 AJ. Kašnjenje radio signala sa ploče Voyager 1 je 17 sati 36 minuta. Snaga predajnika je samo 26 vati, ali njegovi signali i dalje dopiru do zemlje.
Kapacitet memorije Voyager -ovog računara je 100 puta manji od kapaciteta modernog mp3 plejera. Jedinstvena retro oprema nastavlja svoj rad, kroz vrtloge elektromagnetnih oluja i decenijama rada na otvorenom. U spremnicima je ostalo nekoliko litara dragocjenog hidrazina, a snaga generatora radioizotopa i dalje doseže 270 vata. Već izvan orbite Neptuna, NASA-ini programeri uspjeli su "ponovo" upaliti "Voyagerov" kompjuter: sada su podaci sonde kodirani visoko sigurnim dvostrukim Reed-Solomonovim kodom (zanimljivo je da prilikom lansiranja Voyagera takav kod još nije koristi se u praksi). Do početka novog stoljeća, sonde su prešle na rezervni set motora za kontrolu položaja (glavni set je do tada izvršio 353 hiljade ispravki), ali svaki dan je senzoru Sunca sve teže pronaći slabu svjetlost prema pozadini hiljada sjajnih zvezda. Postoji opasnost od gubitka orijentacije i gubitka komunikacije sa Zemljom.
U ljeto 2012. oprema Voyagera 1 zabilježila je nagli pad intenziteta nabijenih čestica solarnog vjetra - sonda je prešla granicu Sunčevog sistema, izlazeći iz heliosfere. Sada se signali sonde iskrivljuju novim, nikad prije snimljenim zvukom-plazmom međuzvjezdanog medija.
Već devetu godinu iz svemira izlazi automatska stanica "New Horizons", pokrenuta u januaru 2006. Cilj misije je Pluton o čijem izgledu ne znamo gotovo ništa. Predviđeno vrijeme dolaska na odredište - 14. jula 2015. godine. Devet i po godina leta - i samo tri dana za blisko poznanstvo sa najudaljenijom planetom.
New Horizons napustili su orbitu blizu zemlje najvećom brzinom od svih svemirskih letjelica - 16, 26 km / s u odnosu na Zemlju ili 45 km / s u odnosu na Sunce, što je New Horizons automatski učinilo zvijezdom.
Očekuje se da će nakon prolaska Plutona sonda nastaviti svoj rad u otvorenom svemiru do sredine sljedeće decenije, povukavši se do tada sa Sunca za 50-55 AJ. Kraće trajanje misije u usporedbi s Voyagerima posljedica je kratkog trajanja rada radioizotopske „baterije“- do ljeta 2015. godine, oslobađanje energije RTG -a iznosit će samo 174 vata.
Nešto iza "New Horizons" leti još jedan izvanredan objekt-gornji stupanj na čvrsto gorivo ATK STAR-48B. Treća faza lansirnog vozila Atlas-5, koja je sondu New Horizons dovela do putanje odlaska do Plutona, također je dobila heliocentričnu brzinu i sada će zasigurno napustiti granice Sunčevog sistema. Zajedno s njom, iz istog razloga, dva balansirana utega odletjet će do zvijezda. Druga faza (gornja faza "Centaurus") ostala je u heliocentričnoj orbiti sa orbitalnim periodom od 2,83 godine.
Prema proračunima, u oktobru 2015. STAR-48B će proći 200 miliona km od Plutona, a zatim zauvijek nestati u dubinama svemira.
Brodovi će zaspati i vrijeme će za njih izgubiti smisao. Za stotine hiljada, možda i miliona godina, svi ovi objekti koje je stvorio čovjek stići će do zvijezda. No, naučnike zanima mogućnost stvaranja OPERATIVNIH svemirskih letjelica sposobnih da nastave raditi u međuzvjezdanom prostoru duži vremenski period, udaljavajući se od Sunca na udaljenosti od stotina astronomskih jedinica.
TAU projekat
TAU (Hiljade astronomskih jedinica). Koncept iz 1987. godine, koji je uključivao slanje automatizirane stanice na udaljenosti 1/60 svjetlosnih godina od Sunca. Predviđeno vrijeme putovanja je 50 godina. Svrha ekspedicije: izgradnja grandioznog daljinomera na bazi 1000 AJ, visoko precizno mjerenje udaljenosti do zvijezda, uključujući i one izvan naše galaksije. Sekundarni zadaci: proučavanje heliopauznog područja, rješavanje problema komunikacija na svemirskim udaljenostima, provjera postulata teorije relativnosti.
Napajanje sonde je nuklearni reaktor male veličine s toplinskom snagom od 1 MW. Jonski motor sa 10 godina radnog veka. Autori projekta TAU polazili su isključivo od tada postojećih tehnologija.
Trenutno je najdetaljniji i izvedivi projekt međuzvjezdane ekspedicije Inovativni međuzvjezdani istraživač. Sonda kompaktne veličine sa 35 kg naučne opreme na brodu i opremljena sa tri RTG-a i svemirskim komunikacijskim sistemom sposobnim za stabilnu komunikaciju sa Zemljom sa udaljenosti od 200 AJ.
Ubrzanje pomoću konvencionalnog raketnog akceleratora na kemijsko gorivo, gravitacijski manevar u blizini Jupitera i ionskih potiskivača, u kojima je radna tekućina ksenon. Sve tri ove tehnologije postoje i dobro su dokazane u praksi.
Marš jonski motor sonde Deep Space-1
Jonski motor zahtijeva dvije stvari: radni fluid (gas) i nekoliko kilovata električne energije. Zbog zanemarive potrošnje radnog medija, ionski motor može raditi neprekidno deset godina. Nažalost, njegov potisak je također zanemariv - desetine Newtona. To je potpuno nedovoljno za lansiranje sa Zemljine površine, ali u nultoj gravitaciji, zbog kontinuiranog dugotrajnog rada i visokog specifičnog impulsa, takav motor može ubrzati sondu do velikih brzina.
U misiji Innovative Interstellar Explorer, koristeći tri metode ubrzanja, naučnici se nadaju da će ubrzati sondu do brzine od 35-40 km / s (preko 4 AJ godišnje). To je izuzetno visoko po standardima savremene kosmonautike (Voyager 1 ima rekord od 17 km / s), ali je sasvim izvedivo u praksi upotrebom savremenih električnih pogonskih motora i generatora energije velikog kapaciteta radioizotopa.
Istraživanje u okviru programa Innovtive Interstellar Explorer sprovode NASA -ini stručnjaci od 2003. U početku se pretpostavljalo da će sonda biti lansirana 2014. godine, a da će svoj cilj (pomicanje 200 AJ od Sunca) dostići 2044. godine.
Nažalost, najbliži početni prozor je propušten. Program međuzvjezdanih sondi nije prioritetni program NASA -e (za razliku od realističnijih Mars rovera, međuplanetarnih stanica i svemirskog teleskopa Webb u izgradnji).
Povoljni uslovi za lansiranje međuzvjezdane sonde ponavljaju se svakih 12 godina (zbog potrebe izvođenja manevra u Jupiterovom gravitacionom polju). Sljedeći put će se "prozor" otvoriti 2026. godine, ali daleko je od činjenice da će se ova šansa iskoristiti za namjeravanu svrhu. Možda će se nešto odlučiti do 2038. godine, ali koncept inovativnog međuzvjezdanog istraživača do tada će vjerovatno biti beskrajno zastario.
Inženjeri već rade na elektrotermalnim plazma akceleratorima (VASIMR), magnetoplazma dinamičkim motorima i Hall motoru. Ove varijacije električnog raketnog motora također imaju visoki specifični impuls, uporediv s otkucajima. imp. jonski potisnici, ali su sposobni razviti potisak za red veličine više - tj. ubrzati brod do navedenih brzina u kraćem vremenu.
