Космічна система Starship розроблялася як засіб доправлення людей на Місяць та Марс. Однак науковці впевнені, що їй цілком до снаги запускати зонди до інших планет. Цілком можливо, що вона скоротить час подорожі до далекого Урана вдвічі.
Інтерес до Урана з боку вчених
Льодові гіганти залишаються одними з найцікавіших місць для дослідження у Сонячній системі. Великий інтерес останнім часом викликає Уран, особливо після того, як в Декадному огляді Національної академії наук 2022 року він був названий найпріоритетнішим об’єктом дослідження. Але наразі все ще не маємо повністю розробленої та спланованої місії, готової до запуску в 2030-х роках.
Однак це може бути навіть перевагою, оскільки нова система, що з’являється в мережі, може кардинально змінити загальний дизайн місії. Starship нещодавно продовжив серію успішних випробувань, а в новій статті, представленій на конференції IEEE Aerospace Conference дослідниками з MIT, розглядається, як ця нова, набагато потужніша система запуску може вплинути на розробку орбітального апарату і зонда Uranus Orbiter and Probe (UOP), запропонованого в Декадному огляді.
Уран є однією з найменш досліджених планет — останній зонд, який відвідав його, був Voyager-2 під час прольоту 40 років тому. Ні він, ні його крижаний гігант-кузен Нептун ніколи не відвідували орбітальні апарати, а також не мали постійної місії у своїй системі, що робить їх єдиними двома планетами, які досі не були детально досліджені зблизька.
Це не через відсутність інтересу. Уран має багато дивних особливостей, які могло б допомогти пояснити більш детальне вивчення. Він лежить на боці, має досить нестабільне магнітне поле і має безліч супутників, які потенційно можуть приховувати океани під своєю крижаною поверхнею. Навіть більше, планети, подібні до Урана, є одними з найпоширеніших екзопланет, які ми досі виявили в Сонячній системі, тому детальне вивчення цієї системи також допоможе нам краще зрозуміти інші світи.
Як добратися до Урана?
Проблема полягає в тому, що Уран розташований далеко. Він у 19 разів далі від Сонця, ніж Земля, і «Вояджеру» знадобилося понад дев’ять з половиною років, щоб дістатися до цієї системи, причому цей зонд навіть не намагався сповільнитися, щоб залишитися в ній.
Попередні розрахунки, виконані під час десятирічного дослідження, передбачали використання ракети-носія Falcon Heavy та кількох гравітаційних маневрів із використанням інших планет, але в підсумку на досягнення Урана знадобилося б понад 13 років. Саме стільки часу потрібно для підтримки місії як в оперативному, так і в фінансовому плані, а також стільки часу може знадобитися для того, щоб ключовий персонал перейшов на іншу роботу або, якщо судити з недавньої історії NASA, був відправлений у відпустку. Тому, безперечно, краще доправити UOP до кінцевого пункту призначення швидше.
Попри серію невдалих випробувань на початку року, революційна ракетна система SpaceX нарешті продемонструвала успіх під час тестування цього тижня. Якщо позитивна динаміка збережеться, до кінця десятиліття система може стати готовою до регулярного використання, відкриваючи шлях до її застосування як носія UOP.
Переваги Starship як ракети-носія
Окрім збільшеної вантажопідйомності, ще два аспекти можливостей Starship роблять її цікавою для місії UOP. Перший — це можливість дозаправлення на орбіті.
SpaceX подбала про те, щоб система могла зберігати й забирати паливо на орбіті, що дозволяє їй досягати пунктів призначення набагато швидше, ніж інші системи, паливо для яких доводиться піднімати виключно із Землі. Хоча ця можливість ще не була продемонстрована, подальші випробування Starship, безсумнівно, почнуть це робити, відкриваючи абсолютно нові можливості швидкості для зондів до найвіддаленіших куточків Сонячної системи.
Інша можливість полягає у використанні самого Starship як аеродинамічного щита. У статті дослідники розглянули ідею використання Starship, який вже спроєктований для протистояння теплу під час входу в атмосферу Землі та Марса, як щита проти тепла, спричиненого аеродинамічним гальмуванням в атмосфері Урана. Вони виявили, що з невеликими модифікаціями основний принцип може працювати. Замість того, щоб відокремитися від зонда після надання йому прискорення, в цьому випадку Starship супроводжуватиме UOP до системи Урана, використовуючи свою теплозахисну систему як повітряне гальмо, щоб уповільнити зонд з його міжпланетної швидкості та залишитися в системі.
Згідно з розрахунками, наведеними у статті, поєднання дозаправлення в космосі та використання Starship як аерогальма може скоротити час досяжності системи Урана вдвічі, до шести з половиною років.
Перспективи польоту на Уран
З огляду на все це, UOP все ще далека від реальності, а Starship ще не готова до аеродинамічного гальмування зонда в атмосфері крижаного гіганта.
Попри те, що UOP визначено найвищим пріоритетом у десятирічному дослідженні, наразі невідомо, чи отримає проєкт фінансування. З огляду на поточну нестабільність і ситуацію в NASA, ця невизначеність, ймовірно, збережеться ще певний час.
Якщо ми пропустимо вікно для запуску в 2030-х, наступним сприятливим вікном для запуску буде середина 2040-х, що означає, що між місіями до цього найцікавішого зі світів пройде майже 70 років. Усім ентузіастам планетарної науки та космічних досліджень залишається сподіватися, що організації, здатні підтримати таку місію, об’єднають зусилля й забезпечать її повторне здійснення — незалежно від того, чи буде для цього використано Starship.
За матеріалами phys.org
