Waar die sonwind agteruit sterf en die ewigheid langs ons staan … Wat wag op diegene wat deur die heliopouse kon breek en die lig van verre sterre kon aanraak? Die spookagtige gloed van Kuiper -gordeldeeltjies. Tientalle vlugte sonder die moontlikheid om onderbrekende eenhede te vervang. Pogings om kommunikasie met die aarde te vestig op 'n afstand van 200 sterrekundige eenhede.
Is dit moontlik met moderne tegnologie om sulke verre grense te neem? Vlieg u met 'n dag se vertraging na waar die radioseine vandaan kom? Selfs lig gee plek vir 'n groot afstand, maar die menslike verstand gaan vorentoe.
Spring deur daglig
30 miljard kilometer. 70 jaar vlug met bestaande boonste fases met vloeibare dryfmotore. Moderne interplanetêre stasies is nie ontwerp vir sulke ekspedisies nie. Na drie tot vier dekades gaan die radio -isotoopbattery dood. Die aanbod van hidrasien in die AMC -oriëntasiemotors raak op. Kommunikasie word ontkoppel, en die sonde, wat vir ewig aan die slaap geraak het, ontbind in eindelose ruimte.
Tot op hede het die mensdom daarin geslaag om ses "sterre skepe" te bou wat die derde kosmiese spoed oorskry het en die sonnestelsel vir ewig verlaat het.
Hier is die name van die helde.
Outomatiese interplanetêre stasies van die Pioneer-reeks was 10 en 11. Getrek in 1972-73. Die "pioniers" bereik die gebied van die buitenste planete en stuur vir die eerste keer foto's en wetenskaplike data uit die omgewing van Jupiter en Saturnus na die aarde. Nadat hulle 'n maneuver in die swaartekragveld van die reuse -planete gedoen het, het hulle die ekliptiese gebied vir ewig verlaat en 'n ongelyke stryd met ruimte en tyd aangegaan.
Kommunikasie met Pioneer 11 is in 1995 onderbreek, toe dit reeds ver buite Pluto se wentelbaan was. Teen hierdie tyd het die sonde teen 90 AU van die son af wegbeweeg. en gaan voort op pad na die sterrebeeld van die skild.
Sy tweeling het presies dertig jaar lank in die buitenste ruimte geduur: die nuutste wetenskaplike gegewens van Pioneer 10 is in 2002 na die aarde oorgedra. Volgens berekeninge moes dit in 2012 op 100 AU gewees het. van die son af. 'N Sonde wat vir altyd aan die slaap geraak het met 'n goue bord aan boord, vlieg na Alpha Taurus. Geskatte aankomstyd - 2 000 000 n. C.
Die volgende helde is deelnemers aan die verbysterende Voyager-missie, die grootste ekspedisie wat ooit op interplanetêre vlugte gemaak is. Twee sonde het in 1977 die pad getref met die hoop om die omgewing van al die buitenste planete te besoek. Die belangrikste Voyager -sending het geëindig met 'n volledige triomf: die sonde het Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, hul ringe en 48 satelliete van die reuse -planete bestudeer vanaf die verbybaan. Op die oomblik dat dit oor die boonste wolklaag van Neptunus gegaan het, na 12 jaar se vlug en 4 miljard km se afstand, was die afwyking van Voyager 2 van die berekende baan ongelooflike 200 meter!
Vandag, 37 jaar na hul bekendstelling, gaan hulle voort met hul reis in die interstellêre oseaan, weg van die aarde af op 'n afstand van 107 en 130 AE. Die vertraging van die radiosein vanaf die Voyager 1 -bord is 17 uur 36 minute. Die sender se krag is slegs 26 watt, maar die seine bereik nog steeds die aarde.
Die geheuevermoë van die Voyager -boordrekenaar is 100 keer minder as dié van 'n moderne mp3 -speler. Die unieke retro -toerusting gaan voort met sy werk, deur die warrelwinde van elektromagnetiese storms en dekades se werk in die oop ruimte. Daar is nog 'n paar liter kosbare hidrasien in die tenks, en die krag van die radio -isotoopgenerator bereik steeds 270 watt. Reeds buite die baan van Neptunus het NASA-programmeerders dit reggekry om die boordrekenaar van Voyager te "refash": nou is die sonde-data gekodeer met 'n baie veilige dubbele Reed-Solomon-kode (vreemd genoeg, tydens die bekendstelling van Voyagers, het so 'n kode nog nie in die praktyk gebruik). Aan die begin van die nuwe eeu het die sondes oorgeskakel na 'n rugsteunstel houdingsbeheermotors (die hoofstel het teen daardie tyd 353 duisend regstellings aangebring), maar elke dag is dit moeiliker vir die son -sensor om sy swak lig te vind. die agtergrond van duisende helder sterre. Daar is 'n bedreiging van verlies van oriëntasie en verlies van kommunikasie met die aarde.
In die somer van 2012 het die toerusting van Voyager 1 'n skerp afname in die intensiteit van gelaaide deeltjies van die sonwind aangeteken - die sonde steek die grens van die sonnestelsel oor en kom uit die heliosfeer. Nou word die seine van die sonde verdraai deur 'n nuwe, nog nooit opgeneemde klank nie-die plasma van die interstellêre medium.
Die outomatiese stasie "New Horizons", wat in Januarie 2006 van stapel gestuur is, kom al die negende jaar na vore. Die doel van die missie is Pluto, van wie ons omtrent niks weet nie. Geskatte aankomstyd op die bestemming - 14 Julie 2015. Nege en 'n half jaar se vlug - en slegs drie dae vir 'n noue kennismaking met die verste planeet.
New Horizons het die baan naby die aarde verlaat met die hoogste spoed onder alle ruimtetuie - 16, 26 km / s relatief tot die aarde of 45 km / s relatief tot die son, wat outomaties van New Horizons 'n sterreskip gemaak het.
Na verwagting sal die sonde na die verloop van Pluto sy werk in die oop ruimte tot in die middel van die volgende dekade voortsit, teen die tyd dat die son met 50-55 AE teruggetrek het. Die korter sendingduur in vergelyking met Voyagers is te wyte aan die kort tydsduur van die radio -isotoop "battery" - teen die somer van 2015 sal die kragvrystelling van RTG's slegs 174 watt wees.
Iets agter die "New Horizons" vlieg nog 'n merkwaardige voorwerp-'n soliede dryfmiddel ATK STAR-48B. Die derde fase van die Atlas-5-lanseervoertuig, wat die New Horizons-sonde na sy vertrekbaan na Pluto gebring het, het ook heliosentriese spoed gekry en sal nou beslis die grense van die sonnestelsel verlaat. Saam met haar sal twee balansgewigte om dieselfde rede na die sterre vlieg. Die tweede fase (boonste stadium "Centaurus") het in 'n heliosentriese wentelbaan gebly met 'n wentelperiode van 2,83 jaar.
Volgens berekeninge sal STAR-48B in Oktober 2015 200 miljoen km van Pluto verbygaan en dan vir ewig in die diepte van die ruimte verdwyn.
Die skepe sal aan die slaap raak en tyd sal vir hulle betekenis verloor. In honderde duisende, miskien miljoene jare, sal al hierdie mensgemaakte voorwerpe die sterre bereik. Maar wetenskaplikes is geïnteresseerd in die moontlikheid om 'n GEBRUIKTE ruimtetuig te skep wat vir 'n lang tydperk in die interstellêre ruimte kan werk en wegbeweeg van die son op 'n afstand van honderde astronomiese eenhede.
TLU -projek
TAU (Duisend astronomiese eenhede). Die konsep van 1987, wat behels dat 'n outomatiese stasie op 'n afstand van 1/60 ligjare van die son gestuur word. Geskatte reistyd is 50 jaar. Die doel van die ekspedisie: konstruksie van 'n grandiose afstandsmeter met 'n basis van 1000 AU, meting van hoë presisie van afstande tot sterre, insluitend dié buite ons sterrestelsel. Sekondêre take: studie van die heliopausegebied, oplossing van die probleem van ultra-langafstand ruimtekommunikasie, verifikasie van die postulate van die relatiwiteitsteorie.
Die kragtoevoer van die sonde is 'n klein kernreaktor met 'n termiese krag van 1 MW. Ion-enjin met 'n lewensduur van 10 jaar. Die skrywers van die TAU -projek het uitsluitlik gebruik gemaak van die destydse tegnologieë.
Tans is die mees gedetailleerde en uitvoerbare projek van 'n interstellêre ekspedisie die Innovative Interstellar Explorer. 'N Kompakte sonde met 35 kg wetenskaplike toerusting aan boord en toegerus met drie RTG's en 'n ruimtekommunikasiestelsel wat stabiele kommunikasie met die aarde kan lewer vanaf 'n afstand van 200 AU.
Versnelling met behulp van 'n konvensionele vuurpylversneller op chemiese brandstof, gravitasie -maneuver in die omgewing van Jupiter en ioonstuwers, waarin die werkvloeistof xenon is. Al drie hierdie tegnologieë bestaan en is in die praktyk goed bewys.
Marching ion-enjin van die Deep Space-1 sonde
'N Ion -enjin benodig twee dinge: 'n werkvloeistof (gas) en 'n paar kilowatt elektrisiteit. As gevolg van die onbeduidende verbruik van die werkmedium, kan die ioon -enjin tien jaar aaneen werk. Helaas, sy krag is ook weglaatbaar - tiendes van Newton. Dit is heeltemal onvoldoende om vanaf die aardoppervlak te begin, maar as gevolg van deurlopende langdurige werking en hoë spesifieke impuls kan so 'n enjin die sonde tot hoë snelhede versnel.
In die Innovative Interstellar Explorer-missie, met behulp van drie versnellingsmetodes, hoop wetenskaplikes om die sonde tot 'n spoed van 35-40 km / s (meer as 4 AU per jaar) te versnel. Dit is uiters hoog volgens die standaarde van moderne kosmonautika (Voyager 1 het 'n rekord van 17 km / s), maar dit is in die praktyk redelik haalbaar met behulp van moderne elektriese aandrywingsmotors en radio-isotoop-kragopwekkers met 'n hoë kapasiteit.
Navorsing onder die Innovtive Interstellar Explorer -program word sedert 2003 deur NASA -spesialiste gedoen. Aanvanklik is aanvaar dat die sonde in 2014 gelanseer sou word en sy mikpunt (200 AU van die son af) in 2044 sou bereik.
Helaas, die naaste beginvenster is gemis. Die interstellêre sondeprogram is nie 'n prioriteitsprogram vir NASA nie (anders as die meer realistiese Mars -rovers, interplanetêre stasies en die Webb -ruimteteleskoop wat in aanbou is).
Gunstige toestande vir die lanseer van 'n interstellêre sonde word elke 12 jaar herhaal (vanweë die behoefte om 'n maneuver in Jupiter se gravitasieveld uit te voer). Die volgende keer sal die 'venster' in 2026 oopmaak, maar dit is nog lank nie die feit dat hierdie kans vir die beoogde doel gebruik sal word nie. Miskien sal iets teen 2038 beslis word, maar die konsep van Innovative Interstellar Explorer sal teen daardie tyd waarskynlik oneindig verouderd wees.
Ingenieurs werk reeds aan elektrotermiese plasmaversnellers (VASIMR), magnetoplasma-dinamiese motors en 'n Hall-motor. Hierdie variasies van die elektriese vuurpylmotor het ook 'n hoë spesifieke impuls, vergelykbaar met slae. imp. ioonstuwers, maar hulle is in staat om 'n groter orde te ontwikkel, meer krag - d.w.s. versnel die skip in 'n korter tyd tot die gespesifiseerde snelhede.
