Kjer sončni veter umira na vzhodu in ob nas stoji večnost … Kaj čaka tiste, ki so se lahko prebili skozi heliopavzo in se dotaknili svetlobe oddaljenih zvezd? Duhovit sijaj delcev Kuiperjevega pasu. Desetletja leta brez možnosti zamenjave okvarjenih enot. Poskusi vzpostaviti komunikacijo z Zemljo z razdalje 200 astronomskih enot.
Ali bo mogoče s sodobnimi tehnologijami zavzeti tako oddaljene meje? Odletite tja, od koder prihajajo radijski signali z dnevno zamudo? Tudi svetloba se umakne na veliko razdaljo, toda človeški um gre naprej.
Skočite skozi dnevno svetlobo
30 milijard kilometrov. 70 let letenja z uporabo obstoječih zgornjih stopenj z motorji na tekoče gorivo. Sodobne medplanetarne postaje niso zasnovane za take odprave. Po treh do štirih desetletjih radioizotopska baterija izgine. Zaloga hidrazina v usmerjevalnih motorjih AMC se izteka. Komunikacija je prekinjena in sonda, ki je za vedno zaspala, se raztopi v neskončnem prostoru.
Doslej je človeštvu uspelo zgraditi šest "zvezdnih ladij", ki so presegle tretjo kozmično hitrost in so za vedno zapustile sončni sistem.
Tu so imena junakov.
Avtomatske medplanetarne postaje serije Pioneer s številkami 10 in 11. Predstavljene leta 1972-73. "Pionirji" so dosegli območje zunanjih planetov in prvič na Zemljo prenesli fotografije in znanstvene podatke iz okolice Jupitra in Saturna. Ko so v gravitacijskem polju velikanskih planetov naredili manever, so za vedno zapustili območje ekliptike in vstopili v neenakomeren boj s prostorom in časom.
Komunikacija s Pioneerjem 11 je bila prekinjena leta 1995, ko je bila že daleč onkraj Plutonove orbite. Doslej se je sonda oddaljila od Sonca za 90 AU. in nadaljuje svojo pot proti ozvezdju Ščita.
Njegov dvojček je v vesolju zdržal natanko trideset let: zadnji znanstveni podatki iz Pioneerja 10 so bili na Zemljo poslani leta 2002. Po izračunih bi leta 2012 morala biti 100 AU. od sonca. Sonda, ki je za vedno zaspala z zlato ploščo na krovu, leti proti Alfa Biku. Predviden čas prihoda - 2.000.000 A. D.
Naslednji junaki so udeleženci mistične misije Voyager, največje odprave na medplanetarnih letih. Dve sondi sta prišli na pot leta 1977 z upanjem, da obiščeta bližino vseh zunanjih planetov. Glavna misija Voyagerja se je končala s popolnim zmagoslavjem: sonde so s poti preleta preučevale Jupiter, Saturn, Uran, Neptun, njihove obroče in 48 satelitov velikanskih planetov. V trenutku prehoda čez zgornjo plast oblaka Neptuna je po 12 letih letenja in 4 milijardah km prevožene razdalje odstopanje Voyagerja 2 od izračunane poti znašalo neverjetnih 200 metrov!
Danes, 37 let po izstrelitvi, nadaljujejo pot v medzvezdnem oceanu in se od Zemlje odmikajo na razdalji 107 in 130 AJ. Zakasnitev radijskega signala s plošče Voyager 1 je 17 ur 36 minut. Moč oddajnika je le 26 vatov, vendar njegovi signali še vedno segajo na zemljo.
Zmogljivost pomnilnika vgrajenega računalnika Voyager je 100 -krat manjša od zmogljivosti sodobnega mp3 predvajalnika. Edinstvena retro oprema nadaljuje svoje delo skozi viharje elektromagnetnih neviht in desetletja dela v odprtem prostoru. V rezervoarjih je še nekaj litrov dragocenega hidrazina, moč generatorja radioizotopov pa še vedno doseže 270 vatov. Že izven orbite Neptuna so NASA-jevim programerjem uspeli "preobleči" Voyagerjev vgrajeni računalnik: zdaj so podatki sonde kodirani z zelo varno dvojno kodo Reed-Solomon (zanimivo je, da med izstrelitvijo Voyagerjev takšna koda še ni uporabljeno v praksi). Do začetka novega stoletja so sonde prešle na rezervni niz motorjev za nadzor položaja (glavni sklop je do takrat naredil 353 tisoč popravkov), vendar senzor Sonca vsak dan težje najde svojo slabo svetlobo proti ozadje tisočih svetlih zvezd. Obstaja grožnja izgube orientacije in izgube komunikacije z Zemljo.
Poleti 2012 je oprema Voyagerja 1 zabeležila močan padec intenzivnosti nabitih delcev sončnega vetra - sonda je prestopila mejo sončnega sistema in prišla iz heliosfere. Zdaj signale sonde popači nov, nikoli prej posnet zvok-plazma medzvezdnega medija.
Že deveto leto na površje prihaja avtomatska postaja "New Horizons", ki je bila uvedena januarja 2006. Cilj misije je Pluton, o njegovem videzu ne vemo skoraj nič. Predviden čas prihoda na cilj - 14. julij 2015. Devet let in pol leta - in le tri dni za bližnje poznanstvo z najbolj oddaljenim planetom.
New Horizons so zapustili orbito okoli Zemlje z največjo hitrostjo med vsemi vesoljskimi plovili - 16, 26 km / s glede na Zemljo ali 45 km / s glede na Sonce, kar je New Horizons samodejno naredilo za zvezdno ladjo.
Pričakuje se, da bo sonda po prehodu Plutona nadaljevala delo v odprtem vesolju do sredine naslednjega desetletja, saj se je do takrat od Sonca umaknila za 50-55 AU. Krajše trajanje misije v primerjavi z Voyagerji je posledica kratkega trajanja delovanja radioizotopske "baterije" - do poletja 2015 bo sprostitev energije RTG -jev le 174 vatov.
Nekoliko za "New Horizons" leti še en izjemen objekt-trdna pogonska zgornja stopnja ATK STAR-48B. Tretja stopnja nosilne rakete Atlas-5, ki je sondo New Horizons pripeljala na pot odhoda na Pluton, je prav tako pridobila heliocentrično hitrost in bo zdaj zagotovo zapustila meje sončnega sistema. Skupaj z njo bosta iz istega razloga dve zvezdi odleteli do zvezd. Druga stopnja (zgornja stopnja "Centaurus") je ostala v heliocentrični orbiti z orbitalnim obdobjem 2,83 leta.
Po izračunih bo oktobra 2015 STAR-48B prešel 200 milijonov km od Plutona in nato za vedno izginil v globino vesolja.
Ladje bodo zaspale in čas jim bo izgubil pomen. Čez stotine tisoč, morda milijone let, bodo vsi ti umetni predmeti dosegli zvezde. Toda znanstvenike zanima možnost ustvarjanja OPERATIVNIH vesoljskih plovil, ki bi lahko dalj časa delovala v medzvezdnem vesolju in se oddaljila od Sonca na razdalji več sto astronomskih enot.
Projekt TAU
TAU (tisoče astronomskih enot). Koncept iz leta 1987, ki je vključeval pošiljanje avtomatizirane postaje na razdalji 1/60 svetlobnih let od Sonca. Predviden čas potovanja je 50 let. Namen odprave: izdelava veličastnega daljinomera z osnovo 1000 AU, visoko natančno merjenje razdalj do zvezd, tudi tistih izven naše galaksije. Sekundarne naloge: preučevanje heliopavznega območja, rešitev problema vesoljske komunikacije na dolge razdalje, preverjanje postulatov teorije relativnosti.
Napajanje sonde je majhni jedrski reaktor s toplotno močjo 1 MW. Ionski motor z 10 letno življenjsko dobo. Avtorji projekta TAU so izhajali izključno iz takrat obstoječih tehnologij.
Trenutno je najbolj podroben in izvedljiv projekt medzvezdne odprave Inovativni medzvezdni raziskovalec. Sonda kompaktne velikosti s 35 kg znanstvene opreme na krovu in opremljena s tremi RTG-ji in vesoljskim komunikacijskim sistemom, ki lahko zagotavlja stabilno komunikacijo z Zemljo z razdalje 200 AU.
Pospešek z uporabo običajnega raketnega pospeševalnika na kemično gorivo, gravitacijski manever v bližini Jupitra in ionskih potisnikov, pri katerih je delovna tekočina ksenon. Vse tri te tehnologije obstajajo in so v praksi dobro dokazane.
Pohodni ionski motor sonde Deep Space-1
Ionski motor zahteva dve stvari: delovno tekočino (plin) in več kilovatov električne energije. Zaradi zanemarljive porabe delovnega medija lahko ionski motor deluje neprekinjeno deset let. Žal, njegov potisk je prav tako zanemarljiv - desetinke Newtona. To je povsem nezadostno za izstrelitev z zemeljske površine, vendar je v ničelni gravitaciji zaradi neprekinjenega dolgotrajnega delovanja in visokega specifičnega impulza takšen motor sposoben pospešiti sondo do velikih hitrosti.
V misiji Innovative Interstellar Explorer z uporabo treh metod pospeševanja znanstveniki upajo, da bodo pospešili sondo na hitrost 35-40 km / s (več kot 4 AU na leto). To je po standardih sodobne kozmonavtike izjemno visoko (Voyager 1 ima rekord 17 km / s), vendar je v praksi povsem izvedljivo z uporabo sodobnih električnih pogonskih motorjev in visoko zmogljivih radioizotopskih generatorjev energije.
Raziskovalce v okviru programa Innovtive Interstellar Explorer strokovnjaki NASA izvajajo od leta 2003. Sprva se je predvidevalo, da bo sonda izstreljena leta 2014 in leta 2044 dosegla svoj cilj (premakniti 200 AU od Sonca).
Žal, najbližje začetno okno je bilo zgrešeno. Program medzvezdnih sond ni prednostni program za Naso (za razliko od bolj realističnih Mars roverjev, medplanetarnih postaj in vesoljskega teleskopa Webb v izgradnji).
Ugodni pogoji za izstrelitev medzvezdne sonde se ponavljajo vsakih 12 let (zaradi potrebe po izvedbi manevra v Jupitrovem gravitacijskem polju). Naslednjič se bo "okno" odprlo leta 2026, vendar še zdaleč ni dejstvo, da bo to priložnost izkoriščeno za predvideni namen. Morda se bo do leta 2038 nekaj odločilo, vendar bo koncept inovativnega medzvezdnega raziskovalca do takrat verjetno neskončno zastarel.
Inženirji že delajo na elektrotermalnih plazemskih pospeševalcih (VASIMR), magnetoplazmo-dinamičnih motorjih in Hallovem motorju. Te različice električnega raketnega motorja imajo tudi visok specifični impulz, primerljiv z udarci. imp. ionskih potisnikov, vendar so sposobni razviti red večji potisk - t.j. pospeši ladjo do določenih hitrosti v krajšem času.
