Магнитный парус может стать тормозной системой для межзвездных исследовательских космических аппаратов - «Наука и технологии»

Самая близкая к Солнечной системе звезда, Альфа Центавра, находится на удалении приблизительно 4.4 световых года от нас. Несмотря на то, что такое расстояние является совсем мизерным в космических масштабах, добраться туда при помощи существующих технологий можно будет только за десятки тысяч лет. Мы уже рассказывали нашим читателям о проекте Breakthrough Starshot, за которым стоят такие известные люди, как Стивен Хокинг, Марк Цукерберг и Юрий Мильнейр. В рамках этого проекта планируется отправка в район Альфы Центавра крошечного космического аппарата, который при помощи света мощных лазеров будет разогнан до скорости в 20 процентов от скорости света. Однако, в этом проекте просматривается одно явное упущение, перед прибытием в точку назначения космический аппарат потребуется замедлить до приемлемой скорости, иначе вся эта затея будет иметь очень мало смысла.

Отметим, что космический аппарат проекта Breakthrough Starshot планируется разогнать до скорости не ниже 60 тысяч километров в секунду, а сам аппарат будет иметь весьма скромные размеры, которые вряд ли будут превышать размеры наноспутника типа CubeSat. Однако, если космический аппарат "пронзит" систему Альфа Центавра на высокой скорости, он за короткое время попросту не успеет сделать качественные снимки, собрать научные данные и передать это все назад на Землю. Для того, чтобы аппарат смог произвести качественные исследования система Альфы Центавра, его потребуется замедлить, что весьма непросто с учетом высокой скорости движения и небольших размеров самого аппарата.

Решение проблемы торможения космического аппарата предложил Клавдий Грос (Claudius Gros), профессор теоретической физики из университета Гете, Франкфурт, Германия. В качестве тормоза для миниатюрного космического аппарата может использоваться так называемый магнитный парус, петля провода из сверхпроводящего материала, диаметром приблизительно 50 километров. Движение электрического тока в этой петле должно создавать достаточно сильное магнитное поле, отражающее заряженные частицы, что, по идее, должно приводить к постепенному замедлению движения космического аппарата.

Плотность частиц в межзвездном космическом пространстве крайне мала, она колеблется в пределах от 0.005 до 0.1 частицы на кубический сантиметр. Однако, предварительные расчеты Клавдия Гроса указывают на то, что магнитный парус-тормоз будет работать вполне эффективно и при более низкой плотности частиц.

Однако, предложение Клавдия Гроса имеет и свои изъяны. Магнитный парус будет способен затормозить космический аппарат, весом до 1500 килограмм, двигающийся со скоростью до 1000 километров в секунду (0.3 процента от скорости света). Поэтому такой принцип может обеспечить лишь второй, заключительный этап торможения космического аппарата Breakthrough Starshot, а метод, который позволит затормозить аппарат, двигающийся на "полной крейсерской" скорости, людям еще только предстоит изобрести в скором будущем.