В космос на пароходе? Невозможно!.. Но именно это предлагают разработчики проекта WINE, и прототип их удивительного космического корабля уже успешно прошёл первые испытания. Как утверждают создатели, такой "паролёт" сможет сделать космические миссии "вечными", поскольку материал для дозаправки у аппарата будет всегда под рукой.
Космические зонды сегодня путешествуют с помощью реактивных двигателей. Из сопла таких путешественников вырывается струя вещества, и возникает сила тяги, толкающая аппарат вперёд.
Но запас необходимых веществ приходится везти с собой с Земли, поскольку в космосе пока что не предусмотрено заправок. Когда резерв иссякает, корабль теряет возможность управлять своим движением. Часто именно это является причиной, по которой завершаются вполне ещё работоспособные миссии. Например, такая судьба постигла открывший более двух тысяч планет телескоп "Кеплер" и знаменитый зонд "Кассини", исследовавший Сатурн и его спутники.
"Каждый раз мы теряем огромное количество потраченного времени и денег, которые были вложены в строительство и отправку космического корабля к его цели", – констатирует один из соавторов проекта WINE Филип Метцгер (Philip Metzger) из Университета Центральной Флориды.
Разработчики WINE решили кардинально изменить такое положение вещей. Название проекта представляет собой аббревиатуру фразы The World Is Not Enough, то есть "И целого мира мало". Это отсылка к знаменитому фильму про Джеймса Бонда и одновременно декларация намерений покорить Вселенную.
Идея, лежащая в основе проекта, проста и изящна. Многие тела Солнечной системы богаты водяным льдом. Его можно добывать из грунта и превращать в пар. Этот пар и будет вырываться из сопла двигателя, толкая его вперёд к новым целям.
Энергия, необходимая для испарения льда, будет добываться обычным для космических аппаратов образом: с помощью солнечных батарей или генераторов, основанных на распаде радиоактивных элементов.
Таким образом, корабль сможет заправиться практически где угодно. Ему не придётся завершать миссию, когда иссякнут взятые с Земли запасы. Наполнив баки, такой зонд сможет стартовать с одного небесного тела на другое, совершая насыщенные вояжи по Солнечной системе.
"Потенциально мы могли бы использовать эту технологию, чтобы посетить Луну, Цереру, Европу, Титан, Плутон, полюса Меркурия, астероиды – любое тело, где есть вода и достаточно низкая гравитация", – озвучивает свои мечты Метцгер.
Низкая гравитация – важное условие. С более крупного небесного тела аппарат улететь не сможет: не хватит тяги парового двигателя.
За простой идеей, как всегда, стоит сложная работа. Сначала Метцгер провёл нужные расчёты и компьютерное моделирование работы двигателя. Затем частной компанией Honeybee Robotics, известной разработкой оборудования для марсианских миссий MSL, MER и Phoenix, был создан прототип двигателя в металле. В работе также участвовали другие научные центры.
На испытаниях использовался грунт, по содержанию льда и механическим свойствам имитирующий астероидный. Прототип зонда успешно извлёк из него воду, превратил её в пар и выпустил струю пара требуемой мощности.
"Космические корабли, подобные WINE, могут изменить способ исследования Вселенной", – резюмирует Крис Закни (Kris Zacny), вице-президент Honeybee Robotics.
Однако не стоит забывать ещё и о том, что посадка на небесное тело и взлёт с него – чрезвычайно сложная задача. Пока тела Солнечной системы, на которые когда-либо совершал мягкую посадку космический аппарат, можно пересчитать по пальцам: Луна, Марс, Венера, астероид Эрос (миссия NEAR Shoemaker), астероид Рюгу (роверы миссии "Хаябуса-2") и комета Чурюмова-Герасименко (миссия "Филы"). Что же касается взлётов, они пока состоялись только с Луны. Поэтому инженерам придётся решить ещё немало технических проблем, прежде чем корабль с дозаправкой на астероидах станет реальностью.
К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о будущих заправочных станциях на астероидах и дозаправке спутников на орбите, которую должны опробовать уже в 2019 году. Кроме того, мы рассказывали об идее заправлять звездолёты чёрными дырами, проектах космических поездов и полётов под парусом.
