Исследователи описали как дифракционный солнечный парус может помочь отклонить смертельно опасный астероид

Исследователи из Бэйханского университета предложили применять свежий тип солнечного паруса, чтобы иметь функция отклонить потенциально опасный астероид, столкнувшись с ним лоб в лоб.

DART врезался в свою цель, астероид Диморф, на скорости приблизительно 6 км/с — довольно приличной, но ограниченной тем, что аппарат двигался с той же стороны. Согласно новой работе, ударный корабль с солнечным парусом может приблизиться к летящему навстречу астероиду с противоположного направления и врезаться в цель на скорости приблизительно 100 км/с, передав примерно в 15 раз больший импульс на килограмм массы корабля, чем во время испытания DART.

Задача заключается в том, чтобы заставить аппарат двигаться в противоположном направлении. Почти всё обращается вокруг Солнца против часовой стрелки, включая Землю. Но солнечные паруса потенциально позволяют это сделать.

Солнечные паруса используют давление солнечного излучения — небольшую силу, которую фотон передаёт при столкновении с объектом. Ещё в 1990-х годах итальянский инженер Джанкарло Вульпетти понял, что эту технологию можно применять для вывода солнечного паруса на так называемую H‑reversal‑траекторию, позволяющую аппарату начать обращаться вокруг Солнца в обратном направлении.

Здесь и появляется дифракционный солнечный парус. Вместо традиционной отражающей плёнки статья такого паруса использует микроструктурированные оптические решётки, которые отклоняют свет в сторону без поворота самого паруса. За счёт этому парус может оставаться всей плоскостью обращённым к Солнцу даже в перигелии, одновременно направляя всю тягу вбок.

Исследователи смоделировали несколько типов солнечных парусов для такой H‑reversal‑траектории и обнаружили, что дифракционные паруса отражательного типа оказываются явными победителями. Но выбор подходящего типа паруса был лишь первым шагом: во второй серии моделирования учёные рассмотрели, что могло бы произойти с другим знаменитым астероидом — Апофисом.

Апофис — астероид диаметром около 340 метров, который 13 апреля 2029 года пройдёт примерно в 38 000 км от Земли. Учёные смоделировали дифракционно‑отражающий парус в двух конфигурациях: в одной угол дифракции оставался постоянным, а в другой он мог переключаться между умеренным значением во время сближения с Солнцем и примерно 90 градусами вблизи перигелия.

Оба варианта позволяли доставить к Апофису ударный корабль со скоростью 100 км/с примерно за 200–300 дней после запуска. Это примерно на 35 процентов сокращает продолжительность миссии по сравнению со стандартным отражающим солнечным парусом — разница во времени, которая потенциально может определить, удастся ли отклонить астероид до столкновения.