Мисия, която може да достигне Меркурий само със слънчеви платна (видео)

Едно иновативно предложение, първо по рода си, за изследване на планетата.

Ваня Милева Последна промяна на 04 април 2025 в 00:00 1178 0

Концепция на художник за мисия, оборудвана със слънчеви платна, която се готви да напусне околоземната орбита.

Кредит NASA/MSFC
Концепция на художник за мисия, оборудвана със слънчеви платна, която се готви да напусне околоземната орбита.

Оказва се, че да се полети навътре във вътрешната слънчева система е много по-трудно, отколкото навън. Проблемът произтича от загубата на инерция от начална точка на изстрелване на Земята. Може да са нужни за мисията няколко години и близко прелитане на планета (за да се използва т. нар. гравитационна прашка) преди да се пристигне на орбита около Меркурий или Венера.

Сега една нова предложение с иновативни и ефективни средства би направило пътуването и изследването на Меркурий по-лесно.

Новата идея идва от Службата за напреднали концепции в Центъра за космически полети Маршал и е представено на 56-ата конференция за лунни и планетарни науки (LPSC - Lunar & Planetary Science Conference), проведена в Уудландс, Тексас в началото на март 2025 г.

Mercury Scout ще бъде мисия от клас Discovery - Програмата Discovery включва целенасочени научни изследвания, които допълват по-големите мисии на НАСА за изследване на планетите. Нейната цел е да стартира множество малки мисии с бърза фаза на развитие - всяка за значително по-малко от цената на по-големите мисии.

Космическият кораб ще използва традиционен ракета носител за изстрелване плюс ускорител, за да го откъсне от земното притегляне и да го изведе на слънчева хелиоцентрична орбита. Иновативната част от мисията обаче е голямото слънчево платно, което ще се разгърне, когато сондата излезе в космическото пространство. Това ще бъде единственото средство на космическия кораб за маневриране и задвижване, за да достигне и да работи около Меркурий.

Мисията има две заявени основни цели. Първата е да се картографира повърхността в метров мащаб, за да се идентифицират минералните ресурси и да се разбере геологията и еволюцията на планетата. Втората е с помощта на номинална мисия, продължила десетилетие, за да се опита да наблюдава и разбере геоложките процеси, които все още протичат на повърхността и във вътрешността на Меркурий.

Инструментите, необходими за мисията, включват среден инфрачервен спектрометър за картографиране на минерали, радиометър за измерване на температурата на повърхността и камера с тесен ъгъл (NAC - Narrow Angle Camera), способна на резолюция от 1 метър.

Серия схеми за предложената мисия Mercury Scout. Кредит: JPL/Caltech/Brown University/NASA MSFC

Малкият космически кораб ще има очаквана маса от 250 до 300 килограма, приблизително колкото масата на голям мотоциклет. Mercury Scout също би използвал сенник за защита срещу ожесточения слънчев интензитет близо до Меркурий. Мисията ще използва иновативната концепция за слънчево платно на НАСА.

Тестване за разгръщане на слънчевото платно, използвано в злополучната астероидна мисия NEA Scout.Тестване за разгръщане на слънчевото платно, използвано в злополучната астероидна мисия NEA Scout. Кредит: NASA

Мисията използва Слънцето за две цели: задвижване и тяга. За тази цел Mercury Scout ще използва четири мачти с платна, за да се движи и буквално "ветроходства" със слънчевия вятър.

Mercury Scout ще използва четири мачти, за да разгърне 5000 квадратни метра платна след началния етап. Първоначалната мисия е изисквала платно 2500 м2 (малко по-голямо от планираното за Solar Cruiser на 1700 м2). По-голямо платно позволява 7-годишното пътуване до Меркурий, без гравитационни прашки чрез прелитане покрай планета. По-голямо платно от 10 000 (квадратни метра) би могло да позволи транзитно време по-малко от 4 години.

Тънкослойният полиимид с алуминиево покритие, използван за направата на слънчеви платна.Тънкослойният полиимид с алуминиево покритие, използван за направата на слънчеви платна. Кредит: NASA

Разбира се, добавянето на слънчево платно усложнява всяка мисия: ако не успее да се разгърне, цялата мисия пропада. Такъв бе наскоро случаят с NEA Scout, изстреляна с Artemis 1. Положителната страна е, че една изцяло задвижвана от слънчева енергия мисия може да изпълни по-дълъг престой около Меркурий, тъй като не е нужно да носи гориво за реактивни двигатели.

"Възползвайки се от дълготрайността на задвижването на слънчевите платна, орбиталната мисия е разделена на три фази", заявяват изследователите в предложението за изследване. "Всяка фаза... има слънчево синхронна и силно елиптична орбита."

Това ще доведе до преминаване на мисията от елиптична към по-кръгова орбита за период от шест години, въпреки че планиращите мисията се надяват научната експлоатация и наблюденията на Меркурий да продължат десетилетие.

Как работи слънчево платно.Как работи слънчево платно. Кредит: Science at NASA

Соларното платноходство звучи лесно на теория, но се оказва по-трудно за изпълнение на практика. NanoSail D2, LightSail 2 на Planetary Society и неотдавнашната мисия ACS3 вече са показали, че такова разгръщане и използване на слънчево платно в космоса е възможно.

Освен като начин за задвижване на космически кораби, слънчевите платна биха могли един ден да бъдат и стандартно оборудване на сателитите, за да се разположат и създадат по-голямо съпротивление при повторното им навлизане в атмосферата в края на живота на мисията.

Мисия, наречена Breakthrough Starshot, също може един ден да използва платно и мощен земен или космически лазер, за да се отправи към Алфа Кентавър.

Меркурий определено има нужда от изследване. Mariner 10 на НАСА извърши първото облитане на тази най-вътрешна планетата през 1974 г., разкривайки планета с определено подобна на лунната повърхност.

Към днешна дата само мисията на НАСА MESSENGER е навлязла в орбита около Меркурий, изследвайки планетата от 2011 до 2015 г.

В края на следващата година съвместната мисия JAXA/ESA BepiColombo ще влезе в орбита около Меркурий като част от своята 18-месечна номинална мисия.

Меркурий, както се вижда от мисията MESSENGER на НАСАМеркурий, както се вижда от мисията MESSENGER на НАСА. Кредит: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Справка: 

Concept study of solar sail orbital mission to Mercury: Mercury Scout. S. Parman, E. Fischer, J. Mustard, C.Pieters, C. Kremer,, H. Bender, R. Green, M. Bramble, L. Johnson, H. Thomas, M. Baysinger, A. Puno, C.Ernst5, B. Greenhagen5, K. Donaldson Hanna, P. Capizzo, B. Diedrich, L. Fabisinski, J. Garcia, M. Ibekwe, S.Le Roy, J. Mulqueen, S. Thompson. https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2025/pdf/2370.pdf 

Mercury Scout, The Mercury Scout mission https://science.nasa.gov/wp-content/uploads/2023/11/mercury-scout.pdf

Източник: A Mission That Could Reach Mercury on Solar Sails Alone, David Dickinson, Universe Today

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Космос

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !