Tam, kde slnečný vietor do úzadia utícha a vedľa nás stojí večnosť … Čo čaká tých, ktorí dokázali preraziť heliopauzu a dotknúť sa svetla vzdialených hviezd? Strašidelná žiara častíc Kuiperovho pásu. Desaťročia letu bez možnosti výmeny zlyhávajúcich jednotiek. Pokusy o nadviazanie komunikácie so Zemou zo vzdialenosti 200 astronomických jednotiek.
Bude možné s modernými technológiami prejsť tak vzdialené hranice? Chcete letieť tam, odkiaľ pochádzajú rádiové signály, s oneskorením jedného dňa? Aj svetlo ustupuje do obrovskej vzdialenosti, ale ľudská myseľ ide dopredu.
Skok cez denné svetlo
30 miliárd kilometrov. 70 rokov letu s použitím existujúcich horných stupňov s motormi na kvapalné palivo. Moderné medziplanetárne stanice nie sú na takéto expedície určené. Po troch až štyroch desaťročiach rádioizotopová batéria vybije. Zásoba hydrazínu v orientačných motoroch AMC sa končí. Komunikácia sa preruší a sonda, ktorá navždy zaspala, sa rozpustí v nekonečnom priestore.
Do dnešného dňa sa ľudstvu podarilo postaviť šesť „hviezdnych lodí“, ktoré prekročili tretiu kozmickú rýchlosť a navždy opustili slnečnú sústavu.
Tu sú mená hrdinov.
Automatické medziplanetárne stanice radu Pioneer s číslom 10 a 11. Spustené v rokoch 1972-73. „Priekopníci“sa dostali do oblasti vonkajších planét, pričom na Zem prvýkrát prenášali fotografie a vedecké údaje z okolia Jupitera a Saturnu. Po manévri v gravitačnom poli obrovských planét navždy opustili ekliptickú oblasť a vstúpili do nerovného boja s priestorom a časom.
Komunikácia s Pioneer 11 bola prerušená v roku 1995, keď už bola ďaleko za obežnou dráhou Pluta. Teraz sa sonda vzdialila od Slnka o 90 AU. a pokračuje v ceste smerom k súhvezdiu Štítu.
Jeho dvojča vydržalo vo vesmíre presne tridsať rokov: najnovšie vedecké údaje z Pioneer 10 boli na Zem prenesené v roku 2002. Podľa prepočtov malo byť v roku 2012 na 100 AU. zo slnka. Sonda, ktorá navždy zaspala so zlatou platňou na palube, letí k Alpha Taurus. Odhadovaný čas príchodu - 2 000 000 A. D.
Ďalšími hrdinami sú účastníci ohromujúcej misie Voyager, najväčšej expedície, aká kedy bola uskutočnená na medziplanetárnych letoch. Dve sondy vyrazili na cestu v roku 1977 s nádejou, že navštívia okolie všetkých vonkajších planét. Hlavná misia sondy Voyager sa skončila úplným triumfom: sondy skúmali z dráhy letu Jupiter, Saturn, Urán, Neptún, ich prstence a 48 satelitov obrovských planét. V okamihu prechodu cez hornú oblačnú vrstvu Neptúna bola po 12 rokoch letu a prejdenej vzdialenosti 4 miliardy km odchýlka sondy Voyager 2 od vypočítanej trajektórie neskutočných 200 metrov!
Dnes, 37 rokov po svojom štarte, pokračujú v ceste medzihviezdnym oceánom, vzďaľujúc sa od Zeme vo vzdialenosti 107 a 130 AU. Oneskorenie rádiového signálu z dosky Voyager 1 je 17 hodín 36 minút. Výkon vysielača je iba 26 wattov, ale jeho signály sa stále dostávajú na zem.
Kapacita pamäte palubného počítača Voyager je 100 -krát menšia ako kapacita moderného prehrávača mp3. Jedinečné retro zariadenie pokračuje vo svojej práci, a to prostredníctvom víchrice elektromagnetických búrok a desaťročí práce v otvorenom vesmíre. V nádržiach zostáva niekoľko litrov vzácneho hydrazínu a výkon generátora rádioizotopov stále dosahuje 270 wattov. Už za obežnou dráhou Neptúna sa programátorom NASA podarilo „reflashovať“palubný počítač Voyagera: teraz sú údaje sondy kódované vysoko bezpečným dvojitým kódom Reed-Solomon (pri spustení Voyagerov taký kód ešte nebol boli použité v praxi). Začiatkom nového storočia sondy prešli na záložnú sadu motorov riadenia polohy (v tej dobe hlavná sada vykonala 353 tisíc korekcií), ale pre slnečný senzor je každý deň ťažšie nájsť tlmené svetlo proti pozadie tisícov jasných hviezd. Hrozí strata orientácie a strata komunikácie so Zemou.
V lete 2012 zaznamenalo zariadenie Voyager 1 prudký pokles intenzity nabitých častíc slnečného vetra - sonda prekročila hranicu slnečnej sústavy a dostala sa z heliosféry. Teraz sú signály sondy skreslené novým, nikdy predtým nezaznamenaným zvukom-plazmou medzihviezdneho média.
Do vesmíru už deviaty rok vyráža automatická stanica „New Horizons“, spustená v januári 2006. Cieľom misie je Pluto, o ktorého vzhľade nevieme takmer nič. Odhadovaný čas príchodu na miesto určenia - 14. júla 2015. Deväť a pol roka letu - a iba tri dni na blízke zoznámenie sa s najvzdialenejšou planétou.
New Horizons opustilo obežnú dráhu blízko Zeme s najvyššou rýchlosťou spomedzi všetkých vesmírnych lodí - 16, 26 km / s vzhľadom na Zem alebo 45 km / s vzhľadom na Slnko, čo z New Horizons automaticky urobilo hviezdnu loď.
Očakáva sa, že po prechode Pluta bude sonda pokračovať vo svojej práci na otvorenom priestranstve až do polovice nasledujúceho desaťročia, pričom do tej doby odíde zo Slnka o 50-55 AU. Kratšia doba misie v porovnaní s Voyagermi je spôsobená krátkym trvaním rádioizotopovej „batériovej“prevádzky - do leta 2015 bude výkon RTG dosahovať iba 174 wattov.
Mierne za „New Horizons“letí ďalší pozoruhodný objekt-horný stupeň na tuhé palivo ATK STAR-48B. Tretia etapa nosnej rakety Atlas-5, ktorá priviedla sondu New Horizons na dráhu odletu k Plutu, tiež získala heliocentrickú rýchlosť a teraz určite opustí hranice slnečnej sústavy. Spolu s ňou z rovnakého dôvodu odletia ku hviezdam dve vyvažovacie závažia. Druhý stupeň (horný stupeň „Kentaurus“) zostal na heliocentrickej obežnej dráhe s dobou obehu 2,83 roka.
Podľa výpočtov prejde STAR-48B v októbri 2015 200 miliónov km od Pluta a potom navždy zmizne v hlbinách vesmíru.
Lode zaspia a čas pre nich stratí zmysel. Za státisíce, možno milióny rokov sa všetky tieto predmety vyrobené ľuďmi dostanú k hviezdam. Vedci sa však zaujímajú o možnosť vytvorenia OPERATÍVNEJ kozmickej lode, ktorá by mohla pokračovať v práci v medzihviezdnom vesmíre dlhší čas a vzdialiť sa od Slnka na vzdialenosť stoviek astronomických jednotiek.
Projekt TAU
TAU (Tisíc astronomických jednotiek). Koncept z roku 1987, ktorý zahŕňal odoslanie automatizovanej stanice vo vzdialenosti 1/60 svetelných rokov od Slnka. Odhadovaná doba cesty je 50 rokov. Účel expedície: konštrukcia grandiózneho diaľkomera na báze 1 000 AU, vysoko presné meranie vzdialeností od hviezd vrátane tých, ktoré sa nachádzajú mimo našej galaxie. Vedľajšie úlohy: štúdium oblasti heliopauzy, riešenie problému vesmírnej komunikácie na ultra dlhé vzdialenosti, overenie postulátov teórie relativity.
Napájacím zdrojom sondy je malý jadrový reaktor s tepelným výkonom 1 MW. Iónový motor s 10-ročnou životnosťou. Autori projektu TAU vychádzali výlučne z v tej dobe existujúcich technológií.
V súčasnosti je najpodrobnejším a uskutočniteľným projektom medzihviezdnej expedície Inovatívny medzihviezdny prieskumník. Sonda kompaktnej veľkosti, ktorá na palube nesie 35 kg vedeckého vybavenia a je vybavená tromi RTG a vesmírnym komunikačným systémom, schopným poskytovať stabilnú komunikáciu so Zemou zo vzdialenosti 200 AU.
Zrýchlenie pomocou konvenčného raketového urýchľovača na chemické palivo, gravitačný manéver v blízkosti Jupitera a iónové trysky, v ktorých je pracovnou tekutinou xenón. Všetky tieto tri technológie existujú a sú v praxi osvedčené.
Pochodový iónový motor sondy Deep Space-1
Iónový motor vyžaduje dve veci: pracovnú tekutinu (plyn) a niekoľko kilowattov elektrickej energie. Vzhľadom na zanedbateľnú spotrebu pracovného média môže iónový motor fungovať nepretržite desať rokov. Žiaľ, jeho ťah je tiež zanedbateľný - desatiny Newtona. To je na štart zo zemského povrchu úplne nedostačujúce, ale pri nulovej gravitácii je taký motor vďaka nepretržitej dlhodobej prevádzke a vysokému špecifickému impulzu schopný zrýchliť sondu na vysoké rýchlosti.
V misii Innovative Interstellar Explorer pomocou troch akceleračných metód dúfajú vedci v zrýchlenie sondy na rýchlosť 35-40 km / s (viac ako 4 AU za rok). To je na štandardy modernej kozmonautiky extrémne vysoké (Voyager 1 má rekord 17 km / s), ale v praxi je to celkom možné s využitím moderných elektrických pohonných motorov a veľkokapacitných generátorov rádioizotopovej energie.
Výskum v rámci programu Innovtive Interstellar Explorer vykonávajú špecialisti z NASA od roku 2003. Pôvodne sa predpokladalo, že sonda bude vypustená v roku 2014 a svoj cieľ (presun 200 AU od Slnka) dosiahne v roku 2044.
Bohužiaľ, najbližšie štartovacie okno sa minulo. Program medzihviezdnych sond nie je pre NASA prioritným programom (na rozdiel od realistickejších roverov Marsu, medziplanetárnych staníc a budovaného vesmírneho teleskopu Webb).
Priaznivé podmienky na vypustenie medzihviezdnej sondy sa opakujú každých 12 rokov (kvôli potrebe vykonať manéver v gravitačnom poli Jupitera). Nabudúce sa „okno“otvorí v roku 2026, ale zďaleka to nie je tak, že táto šanca bude použitá na určený účel. Možno sa do roku 2038 niečo rozhodne, ale koncept inovatívneho medzihviezdneho prieskumníka bude do tej doby pravdepodobne nekonečne zastaraný.
Inžinieri už pracujú na elektrotermálnych plazmových urýchľovačoch (VASIMR), magnetoplazmových dynamických motoroch a Hallovom motore. Tieto variácie elektrického raketového motora majú tiež vysoký špecifický impulz, porovnateľný s údermi. imp. iónové trysky, ale sú schopné vyvinúť rádovo väčší ťah - t.j. zrýchlite loď na uvedené rýchlosti za kratší čas.
