Япония вырвалась вперед в первой космической регате

Космический парусник IKAROS стартовал к Венере 21 мая 2010 г. 10 июня он полностью раскрыл свой 20-метровый парус. IKAROS - первый космический аппарат с солнечным парусом, который должен выйти за пределы околоземный орбиты. Его цель - Венера.

Японский межпланетный зонд IKAROS перешел к основной фазе своей миссии. Теперь, после того, как его солнечный парус успешно раскрылся, предстоит выяснить, способна ли "космическая яхта" получать заметное ускорение за счет энергии солнечного света, возможно ли эффективно управлять парусом и менять траекторию межпланетного перелета.

IKAROS (Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun: межпланетный аппарат-"воздушный змей", движущийся под воздействием солнечного излучения) - был запущен 21 мая с космодрома Танегасима. Аппарат создан японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA). IKAROS оснащен солнечным парусом общей площадью 200 кв.м. (площадь одного теннисного корта). Его толщина составляет 7.5 микрон (приблизительно в десять раз тоньше листа бумаги). В парус встроена солнечная батарея толщиной 25 микрон. Стоимость постройки аппарата составила 54 млн.. долларов США.

10 июня завершилось успешное раскрытие солнечного паруса, начатое за 7 дней до этого. Раскрытие происходило за счет вращения космического аппарата вокруг своей оси. IKAROS передал кадры, демонстрирующие успешное завершение первого этапа своей миссии...

О существовании давления солнечного света впервые высказал предположение Иоганн Кеплер, наблюдая отклонение от Солнца хвоста кометы. Русский физик Петр Лебедев первым обнаружил и измерил эту силу в 1900 году. Идея полетов в космосе с использованием солнечного паруса также появилась в России (в 1920) - она принадлежит одному из пионеров ракетостроения Фридриху Цандеру.

Первая попытка начать космическую регату была предпринята в 1989 г., когда юбилейной комиссией Конгресса США в честь пятисотлетия открытия Америки был объявлен конкурс. Его идея заключалась в выведении на орбиту нескольких солнечных парусных кораблей, разработанных в разных странах, и проведении гонки под парусами к Марсу.

Весь путь планировалось пройти за 500 дней. Свои заявки на участие в конкурсе подали США, Канада, Великобритания, Италия, Китай, Япония и Советский Союз. Старт должен был состояться в 1992 году. Но регата была отменена из-за распада Советского Союза и финансовых трудностей у юбилейной комиссии. Тем не менее, работы над проектами продолжились.

1993 г. - первый опыт создания солнечного паруса. Эксперимент "Знамя-2". Световое пятно, отраженное рефлектором, размером около 5 километров скользило по Земле со скоростью около 8 км/сек от районов южной Франции через Чехословакию, Германию, Польшу. На втором витке гигантский солнечный зайчик также наблюдался над Канадой.

В 1993 г. относительным успехом закончился отечественный эксперимент "Знамя-2". Большая 20-метровая тонкопленочная конструкция была развернута за счет центробежных сил на борту грузового космического корабля "Прогресс М-15". Это была не только проверка возможностей создания солнечного паруса, но и эксперимент по созданию "космического зеркала" для освещения Земли из космоса.

В 2004 году лидером в практическом воплощении работ по созданию космических аппаратов с солнечным парусом становится Япония - она успешно развернула в космосе два прототипа солнечных паруса. Тест, однако, был кратковременным, поэтому можно сказать, что паруса не успели показать себя в работе, т.е. приобрести измеримое ускорение.

Теперь же главная цель японских инженеров - демонстрация маневрирования и значительных изменений орбиты при помощи солнечного паруса в ходе его полёта к Венере. На эту фазу испытаний IKAROS'у отводится шесть месяцев. Если всё пойдёт по плану, японский парусник опередит большой американский проект - серию из трёх аппаратов LightSail (запуск первого аппарата должен состоятся в конце 2010 года).

Парус IKAROS представляет собой квадрат со сторонами чуть больше 14 метров. Создан он из полиамидной плёнки. В нескольких местах к этой мембране добавлены ультратонкие солнечные батареи. Они питают различные приборы парусника, в т.ч. сенсоры - счётчики ударов космической пыли.

Развёртывание японского паруса проходило в два этапа. На первом аппарат отделился от ракеты-носителя, медленно вращаясь вокруг своей оси (5 оборотов в минуту). После того как парусник занял нужную позицию по отношению к Солнцу, его вращение выросло до 20 оборотов в минуту. Замки освободили четыре грузика, укреплённые на четырёх концах полотна. Они вытянули в стороны "усы" - части сложенного паруса.

На втором этапе открылись другие фиксаторы и началось расправление полимерной плёнки. Эту ключевую часть преображения солнечной яхты японцы именуют динамической (первую же - статической), хотя в обоих случаях межпланетный зонд вращается.

Согласно теории - после того как в развёрнутый парус начнут ударять солнечные лучи, изменяя угол между ними и плоскостью плёнки, можно заставить аппарат двигаться в нужном направлении...

IKAROS - это первый солнечный парусник, который выйдет за пределы околоземной орбиты. Он же - первый, в котором будут совмещены двигательные возможности космического паруса с его использованием в качестве солнечной батареи.

"Наличие электроэнергии позволит нам перемещаться по Солнечной системе всё дальше и более эффективно", - пояснил представитель японского космического агентства. И действительно, в ближайших планах JAXA значится куда более внушительный проект.

Очередной японский проект по созданию солнечного паруса. Межпланетный зонд с парусом диаметром 50 м. и ионными двигателями должен достичь Юпитера и Троянские астероиды.

Следующий японский солнечный парусник будет представлять собой "цветок" диаметром 50 метров. При этом, даже такой аппарат инженеры из Страны восходящего солнца ещё именуют "средним", недвусмысленно намекая на масштабы развития всей программы и рост размеров японских солнечных парусов.

Интересной особенностью этой второй машины будут интегрированные ионные двигатели, которые помогут солнечному паруснику маневрировать на пути к месту назначения и непосредственно около него. А цель данного космического аппарата куда более далёкая, нежели Венера: это Юпитер и Троянские астероиды.

Дату старта "цветка" японцы пока называют только приблизительно: вторая половина 2010 года. Окончательное же решение о запуске гигантского наследника аппарата IKAROS будет принято в зависимости от успехов венерианской миссии.