Кезінде Йоханнес Кеплерден Карл Саганға дейінгі астрономдар қиялдаған, Күннен қуат алатын ғарыш кемесі сапарға дайын.
Сіз Айдың қазіргі фазасын білесіз бе? Көбіміз мұның жауабын біле бермейміз. Бұрындары, электр жарықтары пайда болмай тұрып, адамдар аспанға жиі қарайтын. 1607 жылы Жерге өте жарық комета түскенде адамдар қатты таңырқап қорыққан.
Неміс астрономы Йоханнес Кеплердің сол жылы көргені оны терең ойға батырған еді. Ол Галлей кометасының таңғажайып құйрығының қалай пайда болғанын тұспалдап» тас бетіндегі материалды буландырған, артынша оның бөлінуіне әкеп соққан – күн жылуы» деген еді. Кеплер: «Кеме желкендерінің теңіз желіне бейімделгені секілді, одан үлкен кеңістікте еркін жүзетіндері де пайда болады», – деп жазған.
ХVI-XVII ғасырларда кемемен саяхаттау қалыпты жайтқа айналды. Айналып келгенде, кемелердің жүзуі күннің жылуынан пайда болған желге тәуелді. Кеплер адам баласы күнді айналып жүрген ғаламшарда тіршілік ететіндерін ұғынған заманда өмір сүрді. Осы себепті оған адамзаттың жұлдызды аспанға саяхат жасауы таңсық болмаған-ды.
1977 жылы Карл Саганның астрономия сабағында отырғанымда ғарышқа саяхаттау маған қалыпты жайттай көрінді. Саган тартылыс күшінің кедергілеріне қарамастан жұмыс істейтін көлік туралы және жұлдыздардың арасында еркін қалықтайтын орбитадағы механиканы шынайы етіп баяндаған. Ол: «Күн сәулесінен қуат алатын құрылғы ғарыш кеңістігіндегі мұхитта қалқып жүреді», – деп суреттеді.
1980 жылы Саган негізін салған әлемнің ең үлкен коммерциялық емес «Ғаламшарлық қоғам» ұйымы оның сол арманын бүгінде жүзеге асыруда. 2015 жылдың маусымында аталмыш ұйым көптің қаржыландыруымен дүниеге келген өзінің жарықтан қуат алатын LightSail-1 ғарыш кемесін сынақтан өткізді. Осы мақала дайындалып жатқанда LightSail-2 ғарыш кемесін ұшыру әзірлігі жоспар бойынша жүріп жатты.
Кеплердің үш ғасырдай уақыт бұрын жазған «Күннің қуатымен саяхаттау» идеясын зерттеген ғалымдар күннің таза энергия екеніне көз жеткізді. Күн – дүниенің қозғаушы күші. Қазіргі таңда әр фотонда қанша энергияның бар екенін білу аса қиындық тудырмайды. Өйткені фотондардың ешқандай салмағы жоқ, бірақ импульсі бар.
Боулинг шарының өз импульсін кегельге өткізгенін байқап жүрміз. Доп кегельдерге барып соғылып, олар құлағанда ұпай қосылады.
Керісінше, жарық импульсы – қалыпты тәжірибеміз тысындағы ұғым. Күнге шықсаңыз, оның итергені сізге сезілмейді. Жарықтың күші тым аз мөлшерде болғандықтан, оны басқа күштер мен қысымдар басып кетеді. Затында, үйкеліс пен тартылыс күшінен ада бізге мәлім кеңістік – ғарыш қана.
1920 жылдан бері адамдар массасы соншалық жеңіл әрі күші соншалық үлкен ауаның теңіздегі желкенді кемені қозғағанындай, фотондардың күшімен шексіз кеңістікте қозғалысқа түсетін ғарыш кемесін елестетіп келді.
Орбитаға жеткен соң оған ешқандай отын керек емес. Қозғалтқыштың күші аз болғанымен оның «отыны» таусылмайды. Өйткені шамамен жарық желкеннің әр шаршы метріне тоғыз шаршы микроньютон энергия келеді.
LightSail-2 ғарыш кемесінің ұшу механизмі мынадай: Бұл ғарыш кемесінің көлемі – 10x10x30см, яғни бір тал кірпіштен үлкен емес.
Ғарыш кемесінің кішкентай бөліктерінде жылтыр желкендер бар. Орбитаға жеткенде оның әр тарапы бес жарым метрге дейін ашылады. Күннің жарығы желкендерді жылжытса, жерден басқару құралы оның шағын моторының айналуын қамтамасыз етеді. Ол Жерді айналған сайын бір бүйірімен күнге қарап тұрады. Содан соң кері бұрылғанда біз ғарыш кемесінің желкендерін күннің сәулесіне қарай бейімдейміз.
Бұл тұп-тура желкенді кемеден айнымайды, айырмашылығы – ол теңізде емес ғарышта «жүзеді».
Lightsail-2 миссиясы барысында кішкентай құрылғымыздың биігірек орбиталарға шыға алуы үшін біз орбиталық энергия тұрғызуды жоспарлап отырмыз. Сондай-ақ біз оның ғарышқа сапар жасайтын технологияларды түбегейлі жетілдіруге септігін тигізетініне сенімдіміз. LightSail – дүниежүзілік ғарыштық зерттеулердің шығынын азайтуға бағытталған жобаның бір бөлігі. Сондықтан шығынның көптігінен не қолжетімсіздіктен орындалмай келген миссияларға жол ашылады.
Мысалы, Күн корональді масса шығарылымы (КМШ) деп аталатын алапат энергия бөледі. Жер серіктеріндегі бүкіл электрониканы істен шығара алатын осынау қуатталған бөлшектердің ағындары ғарышта өте жылдам қозғалады, бірақ жарық фотондарының қозғалу жылдамдығының шаңына да ілеспейді.
Жерсерігін тым алысқа, мәселен, Күн мен Шолпанның ара қашықтығындай қашықтыққа орналастырып, бірақ Жерден қалыспай қозғалуын қамтамасыз ету мүмкін емес. Бұлай істейтін болсақ ол күн бетінен бір-ақ шығар еді. Орбитада қалу үшін ғарыш аппаратына басқа сыртқы тұрақты күш қажет болады. Күн желкендері қажетті итеру күшін тудырып, ондағы құралдар КМШ-ны анықтап, бізге ескерту белгісін жібере алады. Біз маңайдағы Жер орбитасын айналушы спутникті ыңғайлап, оны түрлі кедергілерге теріс қаратсақ, ғарыш аппараты аз зақымданады.
Дәл осы принципке сүйеніп, Жерден қалыспай айналу үшін инфрақызыл телескоппен жабдықталған күн желкенін пайдалануға болады. Құрылғы ғарыш қараңғылығын шолып шығады, Жерге зуылдап келе жатқан онымен соқтығысуы мүмкін астероидтың жарығын да байқауы мүмкін. Болмаса, күнжелкенді ғарыш аппараты Жердің солтүстік не оңтүстік полюсіне таман орнатылып, ауа райы мен климатты бақылайды.
Электроника, қағаз-қалам, жер мен көкті байланыстыратын көліктеріңіз – бәрі сізге ата-бабаларыңыздың шетсіз-шексіз мұхитта жол тауып, құрлықтарды ашып, түпсіз ғарышты зерттегенінің арқасында мүмкін болды.
«Планетарлық қоғам» деп аталатын ұйымымыздағы мақсатымыз – ғарыш ғылымы мен оны зерттеуді жетілдіру. Жердегі адамдардың көбі ғарыш туралы еш ойланбастан таңын-таңға атырады. Ойлансақ, ұлы істерге қол жеткізе алар едік. Әлем халқын LightSale миссиясына атсалысуға шақыру арқылы біз оларды болашақтың бір бөлігі болуға, ғарышты демократияландыруға, ғарыш туралы маңызды жаңа көзқарас қалыптастыруға мүмкіндік бермекпіз. Осы арқылы кез келген адам ғылымға жұмсалып жатқан қаражатты басқарып, жаңартулар жасауға септігін тигізе алады. Ең бастысы, The Planetary Society ұйымының мүшесі болуға мүмкіндік бар.
Жұлдыздарға жол ашық!
Авторы: Билл Най
Мақаланың толық нұсқасы мен әлемдік зерттеулердің қайнар көзіне қол жеткізгіңіз келсе, shopnationa
