Покорение межзвездного пространства может оказаться проще, чем кажется, благодаря концепции TARS — «Ускорителю с крутящим моментом, использующему солнечное излучение». Это солнечная центрифуга, способная разгонять миниатюрные зонды до скоростей, превышающих вторую космическую, необходимую для выхода за пределы Солнечной системы.

«Межзвездные миссии — одна из сложнейших задач, с которой когда-либо столкнется человечество», — заявил Space.com Дэвид Киппинг, астроном из Колумбийского университета и автор идеи TARS. Проект, названный в честь робота из фильма «Интерстеллар» (2014), не требует термоядерных реакторов, гигаваттных лазеров или даже химических ракет (кроме самой доставки TARS на орбиту). Его сила — в простоте.

Как это работает?

TARS состоит из двух панелей с отражающей и темной сторонами, расположенных друг напротив друга и соединенных тросом. Солнечный свет, давя на зеркальные поверхности, раскручивает конструкцию. По мере накопления энергии вращения, TARS, подобно гигантской праще, выбрасывает зонд размером со смартфон.

В статье Киппинга и его коллеги Кэтрин Лампо описана модель с панелями толщиной 2,8 микрона и шириной 7 метров, связанными тросом длиной 63 метра. За три года раскрутки такой ускоритель придаст зонду скорость 12,1 км/с. С учетом орбитального движения Земли итоговая скорость достигнет 42 км/с — достаточно, чтобы покинуть Солнечную систему.

Однако даже такой скорости недостаточно для быстрого преодоления межзвездных дистанций. До Альфа Центавра (4,3 световых года) зонду потребовалось бы 30 000 лет. Но есть способы ускорить процесс.

Квантовый скачок: материалы и орбиты

Ключевой фактор — прочность материалов. В расчетах использовались углеродные нанотрубки, но графен, теоретически, увеличил бы скорость в разы. Другой метод — эффект Оберта: зонд, падая к Солнцу, получит дополнительное ускорение при гравитационном маневре.

Проблему постепенного удаления TARS от Солнца из-за давления света Киппинг предлагает решить с помощью квазита — гибрида солнечного паруса и орбитального аппарата. В отличие от статитов, удерживающихся на месте балансом света и гравитации, квазит медленно движется по орбите, непрерывно «подзаряжаясь» солнечной энергией. Это позволяет сохранять расстояние до звезды и максимизировать ускорение.

С комбинацией графена, эффекта Оберта и лазерной «подпитки» можно достичь 0,3% скорости света (1000 км/с), сократив путь до Альфа Центавра до 1300 лет.

Философия долгосрочных миссий

«Люди спрашивают: зачем начинать сейчас, если результат увидят через века? Но разве это повод бездействовать? — рассуждает Киппинг. — Мы улучшаем мир для потомков. Исследование Вселенной — задача поколений. Даже через тысячу лет полученные данные изменят наше понимание космоса».

Будущее проекта

TARS пока существует лишь на бумаге, но уже вызвал интерес частных космических компаний, предлагающих бесплатный запуск прототипа. Киппинг считает, что студенты-инженеры могли бы собрать упрощенную версию на базе кубсата. Главные сложности — развертывание ультратонких панелей и стабилизация вращения. Ученый также модернизировал конструкцию, объединив панели в единую структуру без троса.

«Нужно пробовать все идеи. Возможно, их комбинация откроет путь к звездам», — заключает Киппинг, опубликовавший работу в журнале Astro-ph.

P.S. TARS — не единственный проект, бросающий вызов межзвездным расстояниям. Например, Breakthrough Starshot предлагает использовать лазеры для разгона нанопроников. Однако TARS выделяется автономностью: ему не требуются наземные установки, только солнечный свет. Это делает технологию перспективной для долгосрочных миссий в глубинах космоса, где другие методы могут оказаться недоступны.