Солнечные паруса: движение на фотонах

Представьте себе космический корабль без мотора. Без топлива. Без шума. Он просто разворачивает огромный блестящий парус — и начинает двигаться. Не фантастика, а настоящая наука. Дальше будет еще интереснее: выясним, как можно плыть по космосу, используя свет.

Свет — это не только ярко, но и мощно

Свет весит ничего. Буквально: у фотонов, частиц света, нет массы. Но у них есть импульс — способность передавать движение. Это как если бы вы бросали в стену шарики из пенопласта. Каждый сам по себе слаб, но если кидать их быстро и много, стена ощутит давление. И вот тут начинается магия солнечных парусов.

Как работает солнечный парус

Корабль разворачивает гигантский тонкий отражающий парус. Свет от Солнца падает на него и… толкает. Очень слабо — но в космосе нет сопротивления, как в воздухе. И если дать парусу время, он будет разгоняться все сильнее. Пока обычный двигатель жрёт топливо и быстро останавливается, солнечный парус ускоряется неделями, месяцами. Зато потом может мчаться быстрее любой ракеты.

Зачем это нужно

Топливо — это главный груз на борту. Чем меньше его нужно, тем дальше можно улететь. Солнечные паруса — почти бесплатный транспорт, если не считать запуск и саму конструкцию. Они идеальны для полетов туда, где не нужно срочно. Например, к далеким астероидам, в межзвездное пространство или к орбитам вокруг Солнца. Да, они не подойдут для посадки на Луну или для экстренных миссий. Но для разведки — почти идеальны.

А такие уже есть?

Да, и не один. В 2010 году японский аппарат IKAROS первым в мире развернул солнечный парус в открытом космосе. Он не только полетел, но и доказал: идея работает. А в 2019 году проект LightSail 2, поддержанный Планетарным обществом и лично Биллом Найем, использовал солнечный парус, чтобы подняться на более высокую орбиту вокруг Земли. Не фантастика, а чистая физика.

Это безопасно?

Сам по себе парус — абсолютно безопасен. Он не взрывается, не перегревается и не требует обслуживания. Самая большая угроза — микрометеориты или технические сбои. Но риски примерно те же, что и у любого спутника. А еще солнечные паруса можно складывать, как зонт, и разворачивать только в нужный момент.

Почему не используют везде?

Потому что солнечный парус — это терпеливый транспорт. Он не рвёт с места. Он набирает скорость медленно. Поэтому его нельзя использовать для пилотируемых полетов или срочных запусков. Зато для долгих и дешёвых миссий — находка. И интерес к технологии только растёт.

Финал с неожиданным поворотом

Вы знали, что в будущем солнечные паруса могут использовать лазеры вместо Солнца? На Земле или орбите установят мощные лазерные пушки, которые будут “дуть” на парус корабля. Такой проект уже обсуждают для межзвёздных полетов — например, в программе Breakthrough Starshot. Там планируют разогнать мини-корабль до 20% скорости света. Только за счёт света. Фантастика? Нет. Просто физика, доведённая до предела.

• Темы:
• Солнечные Паруса
• Космос
• Фотон
• IKAROS
• NASA