Аппарат LightSail 2 развернул свой солнечный парус пять месяцев назад и он все еще вращается вокруг Земли. Это успешная демонстрация потенциала солнечного паруса для космического корабля. Теперь команда LightSail 2 выпустила документ в Планетарном обществе с изложением своих выводов из миссии на данный момент.

Концепция солнечного паруса существовала довольно давно, вплоть до Иоганна Кеплера. Еще в 1607 году комета Галлея прошла над нами и Кеплер заметил, как хвост кометы устремился от Солнца. Он, как оказалось, правильно подумал, что за это ответственен солнечный свет. В письме Галилею, известном в астрономических кругах, Кеплер сказал: «Предоставьте корабли или паруса, приспособленные к небесному полету, и найдутся те, кто отважится даже на эту пустоту».

Конечно, у Кеплера не было возможности узнать, насколько он прав. Но теперь, благодаря Планетарному обществу и другим, мы делаем это.

Планетарное общество является пионером в области использования солнечного паруса. LightSail 2 на самом деле является их третьим солнечным космическим кораблем, следующим по стопам LightSail 1, и их первоначальному предшественнику Cosmos 1, который не достиг орбиты, когда его ракета-носитель вышла из строя. Третий корабль с солнечным парусом под названием LightSail 3 достигнет точки либрации Солнца-Земля L1, конечно если все пойдет хорошо.

LightSail 2, один из первых космических кораблей с солнечным парусом, преподает нам ценные уроки о возможностях и ограничениях солнечного паруса. 10 января Планетарное общество выпустило документ с изложением некоторых из этих уроков. Статья называется «Работа на орбите и ориентация космического корабля «Солнечный парус» 2».

LightSail 2 медленно сходит с орбиты и приближается к Земле. Когда он был развернут, орбитальное моделирование предсказывало, что он упадет на Землю примерно через год после развертывания его парусов. Космический корабль находится на высокой околоземной орбите на расстоянии около 720 км, что намного выше, чем у других спутников и космических аппаратов, таких как Международная космическая станция, которая вращается на 400 км.

Существует относительно мало данных о плотности атмосферы на этой высоте, поэтому прогноз на один год не был точным. Но благодаря LightSail 2 мы теперь знаем, что атмосферное сопротивление на этой высоте достаточно сильное, чтобы тянуть LightSail 2 к Земле. Одна из причин этого заключается в том, что космический корабль не всегда движется на солнечной энергии.

В течение каждой 100-минутной орбиты LightSail 2 имеет всего около 28 минут на захват солнечных фотонов, и это единственная попытка изменить свою траекторию. Остальное время корабль проводит либо в тени, либо движется прямо к Солнцу, либо корректирует свою ориентацию. Эти 28 минут фактического времени плавания недостаточно, чтобы полностью противодействовать атмосферному сопротивлению.

Это всего лишь одна из многих вещей, которые Планетарное общество извлекло из своего проекта LightSail 2. Но внутри этого есть и другие переменные.

Команда сравнила производительность LightSail 2, когда он был ориентирован случайным образом, и когда он был активно ориентирован на солнечный поток. Они обнаружили, что когда космический корабль был ориентирован случайным образом, большая полуось его орбиты уменьшалась на 34,5 метра в день. Когда он был активно ориентирован, та же самая мера уменьшалась всего на 19,9 метра в день. Но было несколько изменений в его орбите, когда крошечный космический корабль наоборот увеличивал свою орбиту на 7,5 метра в день.

В общем, солнечный парус не может преодолеть атмосферное сопротивление, но это конечно не то, для чего эти космические корабли действительно предназначены. Их потенциал заключается в межпланетном путешествии, свободном от атмосфер и затмений планеты. Космический корабль NEA Scout (разведчик околоземных астероидов) проведет два года под движением солнечного паруса, чтобы достичь астероида, хотя он и получит начальный толчок от двигателей.

Еще один урок касается солнечной энергии. Солнечные паруса предназначены исключительно для полета на солнечном потоке. LightSail 2 имеет несколько очень маленьких солнечных панелей, которые обеспечивают скудное энергопотребление космического корабля.

Первоначальный проект предусматривал использование небольших солнечных панелей с обеих сторон корабля, но с одной из сторон было решено их снять. Вместо них разместили специальные зеркала, необходимые для определения с помощью лазера точного расстояния от Земли до корабля. Теперь, когда солнечная энергия вырабатывается только на одной стороне, то иногда эти панели затеняются парусами. Это приводит к отключениям. Команда смогла немного обойти эту проблему, управляя энергопотреблением космического корабля и его режимом управления ориентацией. Но это хороший урок для будущего солнечного паруса и новых космических кораблей.

Планетарное общество намерено внимательно следить за дальнейшим снижением орбиты космического корабля, чтобы увидеть, какое влияние оказывают сами паруса. Это в основном данные для других команд, изучающих использование космического корабля на солнечных парусах.

Они также продолжат фотографировать. Основная причина снимков — следить за состоянием парусов, но фотографии также приятны на глаз