Di mana angin suria mati di sebelah timur dan kekekalan berdiri di sebelah kita … Apa yang menanti mereka yang dapat menerobos heliopause dan menyentuh cahaya bintang-bintang yang jauh? Cahaya hantu zarah sabuk Kuiper. Penerbangan bertahun-tahun tanpa kemungkinan menggantikan unit yang gagal. Percubaan untuk menjalin komunikasi dengan Bumi dari jarak 200 unit astronomi.
Adakah mungkin dengan teknologi moden dapat mengambil sempadan yang jauh? Terbang ke mana datangnya isyarat radio dengan kelewatan sehari? Walaupun cahaya memberi jalan yang sangat jauh, tetapi akal manusia maju.
Lompat siang
30 bilion kilometer. 70 tahun penerbangan menggunakan tahap atas yang ada dengan enjin pendorong cecair. Stesen antara planet moden tidak dirancang untuk ekspedisi seperti itu. Selepas tiga hingga empat dekad, bateri radioisotop mati. Bekalan hidrazin dalam mesin orientasi AMC hampir habis. Komunikasi terputus, dan penyiasat, yang tertidur selamanya, larut ke ruang yang tidak berkesudahan.
Sehingga kini, manusia telah berjaya membina enam "kapal angkasa" yang telah melebihi kelajuan kosmik ketiga dan telah meninggalkan sistem suria selama-lamanya.
Berikut adalah nama-nama pahlawan.
Stesen antara planet automatik siri Pioneer bernombor 10 dan 11. Dilancarkan pada tahun 1972-73. "Pelopor" mencapai wilayah planet luar, mengirimkan foto dan data saintifik dari sekitar Musytari dan Saturnus ke Bumi untuk pertama kalinya. Setelah melakukan manuver di medan gravitasi planet-planet raksasa, mereka meninggalkan wilayah gerhana selamanya dan memasuki pertempuran yang tidak sama dengan ruang dan waktu.
Komunikasi dengan Pioneer 11 terganggu pada tahun 1995, ketika sudah jauh di luar orbit Pluto. Pada masa ini, siasatan telah menjauh dari Matahari pada 90 AU. dan terus menuju ke arah buruj Shield.
Kembarnya bertahan tepat tiga puluh tahun di angkasa lepas: data saintifik terbaru dari Pioneer 10 dihantar ke Bumi pada tahun 2002. Menurut perhitungan, pada tahun 2012 sepatutnya pada 100 AU. dari matahari. Siasatan yang tertidur selama-lamanya dengan piring emas di papan terbang ke arah Alpha Taurus. Anggaran waktu ketibaan - 2,000,000 A. D.
Wira seterusnya adalah peserta dalam misi Voyager yang mengasyikkan, ekspedisi terbesar yang pernah dibuat dalam penerbangan antara planet. Dua siasatan melanda jalan raya pada tahun 1977 dengan harapan dapat mengunjungi sekitar semua planet luar. Misi Voyager utama berakhir dengan kemenangan penuh: probe mengkaji Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, cincin mereka, dan 48 satelit planet raksasa dari lintasan flyby. Pada saat melewati lapisan awan atas Neptunus, setelah 12 tahun penerbangan dan jarak perjalanan 4 miliar km, penyimpangan Voyager 2 dari lintasan yang dikira adalah 200 meter yang luar biasa!
Hari ini, 37 tahun selepas pelancaran mereka, mereka meneruskan perjalanan di lautan antarbintang, menjauh dari Bumi pada jarak 107 dan 130 AU. Kelewatan isyarat radio dari papan Voyager 1 adalah 17 jam 36 minit. Daya pemancar hanya 26 watt, tetapi isyaratnya masih sampai ke bumi.
Kapasiti memori komputer onboard Voyager 100 kali lebih sedikit daripada pemain mp3 moden. Peralatan retro yang unik meneruskan kerjanya, melalui ribut angin ribut elektromagnetik dan kerja puluhan tahun di ruang terbuka. Terdapat beberapa liter hidrazin berharga yang tersisa di dalam tangki, dan kuasa penjana radioisotop masih mencapai 270 watt. Sudah melangkaui orbit Neptune, pengaturcara NASA berjaya "meng-reflash" komputer on-board Voyager: kini data probe dikodkan dengan kod Reed-Solomon berganda yang sangat selamat (peliknya, semasa pelancaran Voyagers, kod seperti itu belum telah digunakan dalam latihan). Menjelang awal abad baru, probe beralih ke satu set mesin kawalan sikap (set utama telah membuat 353 ribu pembetulan pada masa itu), tetapi setiap hari lebih sukar bagi sensor Matahari untuk mencari cahaya redupnya. latar belakang ribuan bintang terang. Terdapat ancaman kehilangan orientasi dan kehilangan komunikasi dengan Bumi.
Pada musim panas 2012, peralatan Voyager 1 mencatatkan penurunan mendadak dalam intensiti zarah angin suria yang dicas - siasatan melintasi sempadan sistem suria, keluar dari heliosfera. Kini isyarat siasatan diputarbelitkan oleh bunyi baru yang belum pernah dirakam sebelumnya - plasma medium antarbintang.
Untuk tahun kesembilan, stesen automatik "New Horizons", yang dilancarkan pada Januari 2006, telah muncul di luar angkasa. Matlamat misi adalah Pluto, yang penampilannya hampir tidak kita ketahui. Anggaran waktu ketibaan di destinasi - 14 Julai 2015. Sembilan setengah tahun penerbangan - dan hanya tiga hari untuk kenalan rapat dengan planet yang paling jauh.
New Horizons meninggalkan orbit dekat bumi dengan kelajuan tertinggi di antara semua kapal angkasa - 16, 26 km / s relatif dengan Bumi atau 45 km / s relatif dengan Matahari, yang secara automatik menjadikan New Horizons sebagai kapal angkasa.
Dijangkakan bahawa setelah berlalunya Pluto, penyelidikan akan meneruskan kerjanya di ruang terbuka hingga pertengahan dekad berikutnya, setelah bersara pada waktu itu dari Matahari pada 50-55 AU. Tempoh misi yang lebih pendek jika dibandingkan dengan Voyagers disebabkan oleh jangka pendek operasi "bateri" radioisotop - menjelang musim panas 2015, pelepasan kuasa RTG hanya akan 174 watt.
Sedikit di belakang "New Horizons" menerbangkan objek lain yang luar biasa - tahap atas pepejal-pendorong ATK STAR-48B. Tahap ketiga kenderaan pelancaran Atlas-5, yang membawa penyelidikan New Horizons ke lintasan keberangkatannya ke Pluto, juga memperoleh kelajuan heliosentris dan sekarang pasti akan meninggalkan batas sistem suria. Bersama dengannya, untuk alasan yang sama, dua timbangan akan terbang ke bintang. Tahap kedua (tahap atas "Centaurus") kekal di orbit heliosentris dengan tempoh orbit 2.83 tahun.
Menurut perhitungan, pada bulan Oktober 2015 STAR-48B akan melewati 200 juta km dari Pluto, dan kemudian menghilang selamanya ke kedalaman ruang.
Kapal-kapal akan tertidur dan masa akan kehilangan makna bagi mereka. Dalam ratusan ribu, mungkin berjuta-juta tahun, semua objek buatan manusia ini akan mencapai bintang. Tetapi saintis berminat dengan kemungkinan membuat kapal angkasa OPERASI yang mampu terus bekerja di ruang antara bintang untuk jangka masa yang panjang, menjauh dari Matahari pada jarak ratusan unit astronomi.
Projek TAU
TAU (Ribuan unit astronomi). Konsep 1987, yang melibatkan penghantaran stesen automatik pada jarak 1/60 tahun cahaya dari Matahari. Anggaran masa perjalanan adalah 50 tahun. Tujuan ekspedisi: pembinaan pengintai jarak jauh dengan asas 1000 AU, pengukuran jarak tepat ke bintang dengan ketepatan tinggi, termasuk yang berada di luar galaksi kita. Tugas sekunder: kajian wilayah heliopause, penyelesaian masalah komunikasi jarak jauh jarak jauh, pengesahan postulat teori relativiti.
Bekalan kuasa probe adalah reaktor nuklear bersaiz kecil dengan kuasa termal 1 MW. Enjin ion dengan jangka hayat 10 tahun. Pengarang projek TAU memperoleh secara eksklusif dari teknologi yang ada pada masa itu.
Pada masa ini, projek ekspedisi antarbintang yang paling terperinci dan dapat dilaksanakan adalah Inovatif Interstellar Explorer. Probe bersaiz padat yang membawa 35 kg peralatan saintifik di kapal dan dilengkapi dengan tiga RTG dan sistem komunikasi ruang yang mampu memberikan komunikasi yang stabil dengan Bumi dari jarak 200 AU.
Pecutan menggunakan pemecut roket konvensional pada bahan bakar kimia, manuver graviti di sekitar Jupiter dan pendorong ion, di mana cecair kerja adalah xenon. Ketiga-tiga teknologi ini wujud dan terbukti dalam praktiknya.
Mesin ion Marching dari ruang dalam-1
Enjin ion memerlukan dua perkara: cecair berfungsi (gas) dan elektrik beberapa kilowatt. Kerana penggunaan medium kerja yang tidak dapat dielakkan, enjin ion dapat beroperasi secara berterusan selama sepuluh tahun. Sayangnya, daya tarikannya juga tidak dapat diabaikan - sepersepuluh dari Newton. Ini sama sekali tidak mencukupi untuk peluncuran dari permukaan Bumi, tetapi dalam graviti sifar, kerana operasi jangka panjang yang berterusan dan dorongan spesifik yang tinggi, mesin sedemikian mampu mempercepat probe ke kelajuan tinggi.
Dalam misi Inovatif Interstellar Explorer, menggunakan tiga kaedah pecutan, para saintis berharap dapat mempercepat probe dengan kecepatan 35-40 km / s (lebih dari 4 AU per tahun). Ini sangat tinggi oleh piawaian kosmonautik moden (Voyager 1 memiliki catatan 17 km / s), tetapi praktiknya dapat dilakukan dengan menggunakan enjin pendorong elektrik moden dan penjana tenaga radioisotop berkapasiti tinggi.
Penyelidikan di bawah program Innovtive Interstellar Explorer telah dilakukan oleh pakar NASA sejak tahun 2003. Pada awalnya, diasumsikan bahawa penyelidikan akan dilancarkan pada tahun 2014 dan mencapai sasarannya (bergerak 200 AU dari Matahari) pada tahun 2044.
Sayangnya, tetingkap permulaan terdekat terlepas. Program penyelidikan antara bintang bukanlah program keutamaan untuk NASA (tidak seperti rover Mars, stesen antarplanet dan teleskop ruang angkasa Webb yang sedang dibina).
Syarat yang baik untuk melancarkan siasatan antara bintang diulang setiap 12 tahun (kerana perlunya melakukan manuver di medan graviti Musytari). Kali berikutnya "jendela" akan dibuka pada tahun 2026, tetapi jauh dari kenyataan bahawa peluang ini akan digunakan untuk tujuan yang dimaksudkan. Mungkin sesuatu akan diputuskan pada tahun 2038, tetapi konsep Inovative Interstellar Explorer mungkin akan ketinggalan zaman pada masa itu.
Sudah, jurutera mengusahakan pemecut plasma elektroterma (VASIMR), motor dinamik magnetoplasma dan motor Hall. Variasi motor roket elektrik ini juga mempunyai dorongan khusus yang tinggi, setanding dengan rentak. imp. pendorong ion, tetapi mereka mampu mengembangkan urutan magnitud yang lebih tinggi - iaitu mempercepat kapal ke kelajuan yang ditentukan dalam masa yang lebih singkat.
