Межзвездный солнечный двигатель прошел первые испытания - «Космос»

Идея солнечного теплового двигателя существует уже несколько десятилетий, но только недавно исследователям, удалось провести первое испытание действующего прототипа такой установки. Работы над двигателем, возглавляемые Джейсоном Бенкоски, осуществляются в Лаборатории прикладной физики университета Джонса Хопкинса в рамках заказанного в 2019 году НАСА изучения концепции космической миссии, посвященной непосредственно полету за пределы Солнечной системы. Отчет исследователи должны представить к концу 2021 года.

Макет двигателя представляет собой пластину, в которую встроен змеевидный трубчатый теплообменник. В него подается жидкий гелий, в то время как пластина нагревается солнечным симулятором. Проходя по трубке и поглощая тепло, гелий расширяется и выходит через расположенное на конце теплообменника сопло, создавая тягу. Хотя протестированный прототип двигателя работал в условиях, далеких от реальных, результаты экспериментов с ним совпадают с расчетами, проведенными для модели межзвездного корабля.

Солнечный тепловой двигатель предполагается объединить с тепловым щитом космического аппарата, аналогичного тому, что применен на зонде Parker Solar Probe. У корабля для исследования межзвездного пространства в тепловой щит встроят теплообменник, где в качестве рабочего вещества будет использоваться водород, а не гелий.

Основная сложность заключается в том, что необходимой для межзвездного полета эффективности можно достигнуть только в случае, если космический аппарат выполнит маневр Оберта. Это означает, что, чтобы получить максимальное ускорение, зонду нужно пройти как можно ближе к Солнцу.

По расчетам, межзвездному аппарату необходимо пролететь на расстоянии всего миллиона миль от звезды, что даст ему возможность разогнаться ориентировочно с 50 тысяч км/ч до 320 тысяч км/ч. При этом зонду придется провести около 2,5 часов при температуре примерно 2500 °C.

Сейчас ученые работают над поиском материалов, устойчивых к таким экстремальным условиям. И хотя предстоит еще выполнить множество исследований, главное, что невероятные достижения в материаловедении делают осуществимой идею, выдвинутую более 60 лет назад. Джейсон Бенкоски отмечает, что таких успехов невозможно было бы добиться без 3D-печати.

У исследователей не остается времени, чтобы провести испытания своей разработки на околоземной орбите, но им будет что представить в отчете НАСА в конце будущего года. И, возможно, именно их проект Национальное агентство выберет в качестве приоритетного на ближайшее десятилетие.

Источник: wired.com