Приватні космічні компанії замахнулися на міжпланетні перельоти. Автор чергового зухвалого проекту мріє продірявити супутник Юпітера - Європи. Фахівці розповіли подробиці місії. а також пояснили, чому обрано такий хитрий спосіб проколювання крижаного щита і що вийде, якщо діяти більш ефективним способом.

Приватний космос

Перший політ до Міжнародної космічної станції корабля Dragon 22 травня остаточно проклав приватним компаніям дорогу в космос. транспортний корабель, розроблений за замовленням NASA компанією SpaceX, повинен замінити надіслані на пенсію шатли. І цілком можливо, що це не єдиний приватний проект, який завершиться успіхом. Ідеї використовувати в тих чи інших космічних проектах розробки окремих комерційних фірм все частіше звучать в США. У номері 10 (12) «Деталі світу» писали про ініціативу американських ентузіастів космосу добувати в інтересах землян руду на астероїдах. А півроку тому в США був запропонований проект по відправці до титану (супутнику Сатурна) дослідницького аероплана з ядерною енергетичною установкою. до деяких подібних проектів у NASA ставляться з усією серйозністю: адже приклад з кораблем Dragon показав, що значно ефективніше вкладати гроші в оригінальні приватні космічні стартапи, ніж продовжувати годувати закостенілі компанії-мастодонти американської космічної індустрії.

Політ в Європу

З одним із таких оригінальних проектів на що пройшла у квітні в Атланті конференції з астробіології виступив американський винахідник Білл Стоун (Bill Stone). Інженери його приватної дослідницької компанії Stone Aerospace розробляються ва ють ун і кальны й проект робот, який зможе самостійно досліджувати крижані супутники планет-гігантів. поки головною метою для нього виступає європа - найменший з галилеевых супутників Юпітера.

Європа - один з найбільш цікавих супутників у Сонячній системі - давно привертає увагу вчених. Вважається, що тверда поверхня супутника повністю покрита шаром води товщиною до 100 кілометрів, частиною у вигляді крижаної поверхневої кори товщиною 10-30 кілометрів. Багато вчені вірять, що приливне вплив Юпітера і тріщини в корі, пропускають кисень, цілком можуть дозволити різним формам життя існувати в цьому підлідному океані.

Оптоволоконний лазер

На думку розробників, їх дітище вже сьогодні може досліджувати підлідні озера Антарктиди, а в майбутньому - самостійно підкорювати крижані супутники планет Сонячної системи. В основі інновації лежить ідея створити пенетратор, здатний топити лід за допомогою надпотужного інфрачервоного лазера, що дозволить йому опускатися все далі й далі в глиб крижаної кірки. «Наша мета на найближчі три роки - використовувати п'ятикіловатний лазер, щоб просунути наш криобот на глибину до 250 метрів. Всі дані вказують на те, що немає нічого, що могло б нам перешкодити. Але, з моєї точки зору, все це - дитячі забавки порівняно з тим, на що ми здатні», - заявив Білл Стоун.

Однак багатокілометрова кірка льоду, що приховує океан, - найважча перешкода для його вивчення. Щоб пробурити або проплавити лід, потрібно величезна теплова потужність. Сонячні панелі малопотужні і не зможуть працювати під льодом, а електричні акумулятори довго не протягнуть. Тому Стоун запропонував залишити на поверхні супутника енергетичну станцію (наприклад, атомний міні-реактор), яка буде створювати лазерний пучок, і пов'язати її тонким оптоволоконним кабелем з зондом-пенетратора. За задумом творців, зонд буде розмотувати багатокілометровий кабель, плавити лід і досягне нарешті підлідного океану. Там він зможе проводити наукові дослідження, збирати зразки навколишнього середовища. Закінчивши дослідження, зонд прийметься плавити шлях наверх, запечатуючи за собою пророблений отвір.

«Всім великим ідеям необхідні фундаментальні основи. Яких-небудь десять років тому фундаментальних основ для цього проекту просто не існувало», - заявив експерт в області оптики, головний розробник проекту Барт Хоган (Bart Hogan). За твердженням авторів проекту, їм вдалося зібрати воєдино новітні розробки з абсолютно різних областей науки і техніки, в яких вчені часто навіть не здогадуються про успіхи і досягнення своїх колег. «Як якщо б всі вони займалися поліпшенням лінз для виробництва очок, і хтось би сказав: «Стійте, а давайте зберемо ці лінзи разом і побудуємо телескоп?», - пояснив Хоган.

Стоун задумався над можливістю передачі енергії за допомогою лазера і оптоволокна, працюючи з іншим свої дітищем - антарктичним підлідним апаратом ENDURANCE. Незважаючи на те, що плавати в підлідному озері робот повинен був автономно, вчені стежили за тим, як він приймає рішення в складних ситуаціях за допомогою оптичного кабелю тонше людської волосини (інженери називали це контрольованої автономністю). Тоді ж Стоун і задумався над тим, лазерне випромінювання якої потужності може передавати оптичне волокно: «Це був той випадок, коли в голові пронеслися відразу кілька думок. Ми посилали фотони через ці кабелі, і я задався питанням, як багато фотонів ми можемо пропустити». Відповідь була - багато.

Летіти або не летіти

Як би те ні було, фахівцям зрозуміло, що в найближчі роки жодна експедиція на Європу не полетить. «Ми просто не знаємо, чи годиться поверхню супутника для посадки спускного апарата і є там необхідні для посадки рівні місця», - пояснив роберт паппалардо, керівник групи вивчення Європи з Лабораторії реактивного руху (JPL) NASA в пасадені. за його словами, нещодавно група дослідників «висловила серйозні занепокоєння» з приводу будь-якої спускається місії на цей супутник, поки його не пролетить і детально не досліджує орбітальний або пролітає зонд. «У нас є кілька знімків Європи з роздільною здатністю шість метрів на піксель, але цього недостатньо, щоб щось сказати. А Енцелад (супутник Сатурна) на знімках з роздільною здатністю чотири метри виглядає як місцевість з моторошними валунами», - додав фахівець.

Колеги Стоуна поки не пояснили, як будуть вирішувати деякі технічні проблеми, які неодмінно постануть перед місією. За приблизними оцінками, для генерації одного вата лазерного випромінювання електрична станція, що стоїть на поверхні, має генерувати близько ста ват електроенергії. А якщо це буде радіоізотопне джерело (такий, як РИТЭГи, що застосовуються в міжпланетних місій), то він почне виробляти близько трьох кіловат тепла. Не дати такої «електроплитці» самої проплавити європейський лід - окрема технічна задача.

Як проплавити льодовик

Стоун упевнений, що передача великої потужності по оптоволокну в майбутньому зможе рухати великі апарати і на Землі, і в космосі. І в NASA не вважають його ідеї маячнею. Поки на польові випробування прототипу NASA виділило чотири мільйони доларів. У 2013 році інженери мають намір випробувати його на льодовику Матану-ска на Алясці. А восени 2014 року прототипу належить проплавити лід на глибину 200 метрів на льодовику в Гренландії.

В'ячеслав Турышев з Групи релятивістської астрофізики JPL в NASA, не з чуток знайомий з проблемами організації міжпланетних місій, дивиться на ту затію Стоуна з великим оптимізмом. Він пояснив в інтерв'ю «Деталей світу», чому такий спосіб плавки льоду краще, ніж більш ефективні. Наприклад, чим схема, в якій лід плавиться безпосередньо теплом від радіоактивного джерела. «У коллимированном джерелі енергії, який би не плавив все на своєму шляху, є сенс, - підкреслив Турышев. - Якщо ви греете лід якимось радіоізотопного джерелом, який буде випромінювати тепло у всі сторони, на 4п радіан, то він опуститься і ви його більше ніколи не побачите. Якщо вертикальний запис лазером буде працювати, можливо, це стане єдиним способом пробурити лід. Треба лише порахувати енерговитрати і оцінити реалістичність».

За словами Турышева, приватні компанії зараз стають важливими партнерами глобальних космічних агентств в США і по всьому світу. «Таких компаній дуже багато, ні одна з експедицій NASA зараз не обходиться без вкладу від малих компаній, що спеціалізуються на конкретних інструментах. І це вже існуюча практика», - додав він.