4443
Команда лабораторії Space System Design Studio Корнельського університету успішно розгорнула в космосі два мініатюрні світлові вітрила та чип-супутники, заклавши основу для майбутніх міжзоряних місій. Про це йдеться у матеріалі видання Universe Today.
Якщо людство хоче дістатися найближчих зірок протягом одного життя, світлові вітрила нині вважаються найреальнішою технологією. Ідея полягає в тому, що потужні лазерні масиви штовхають відбивальне вітрило з крихітним апаратом до релятивістських швидкостей — тобто до помітної частки швидкості світла.
Два експерименти зі світловими вітрилами з борту МКС
Інженери Корнелла протестували два пов’язані проєкти — Alpha CubeSat та Sailing to the Stars. Обидві місії стали результатом конкурсу Museum of Science Fiction 2016 року на найкращі концепції малих апаратів CubeSat з використанням доступних «з полиці» технологій. Запуски профінансувала програма NASA CubeSat Launch Initiative: апарати доставили на Міжнародну космічну станцію наприкінці 2025 року двома різними вантажними і пілотованими місіями.
Обидва супутники містили орігамі-подібні світлові вітрила та мініатюрні чип-супутники (ChipSat), складені під час запуску, щоб заощадити місце. Уже після виведення з МКС вітрила розгорнулися вільно в космосі. Для зв’язку команда використала відкриту глобальну мережу приймачів TinyGS, що дозволило відстежувати роботу апаратів по всій планеті.
Sailing to the Stars був «супутньою» місією, яка оцінювала роботу AlphaCube та ще п’яти світлових вітрил, що розгорнулися з МКС 2 грудня 2025 року (пакет NRCSD-29). До моменту, поки AlphaCube не згорів в атмосфері Землі, він підтвердив успішне розкриття вітрила та провів кілька допоміжних технологічних демонстрацій.
Що вдалося продемонструвати AlphaCube
AlphaCube перевірив одразу кілька нових рішень для надмалих супутників:
- алгоритм стабілізації обертання лише за допомогою магніторкера;
- повне тестування бортової електроніки світлового вітрила;
- перший у космосі політ модема RockBLOCK Iridium — водозахищеного глобального трекера для екстремальних умов;
- повністю 3D-друкований корпус супутника;
- перші в історії голографічні пам’ятні таблички з зображеннями, відправлені в космос.
Керівник місії Джошуа Уманскі-Кастро (Joshua Umansky-Castro), який нещодавно захистив дисертацію з аерокосмічної інженерії в Корнеллі, підкреслив, що це перший випадок, коли настільки маленький апарат зміг передати з орбіти на Землю повні пакети даних. За його словами, це важливий рубіж у розвитку платформи ChipSat.
Менеджерка проєкту Sailing to the Stars, інженерка Верена Падрес (Verena Padres), додала, що змогла не лише здобути практичний досвід створення космічного апарата, а й довести команду від початкової концепції до справжнього запуску в космос.
Відео та «LEGO»-конструкція для CubeSat
Під час розгортання Sailing to the Stars отримав критично важливі відеозаписи та дані з інерціального вимірювального блока (IMU). Вони дозволили дослідникам простежити динаміку відкриття вітрила кадр за кадром і чисельно. Частину цих матеріалів команда представила у вигляді відео, доступного для перегляду в мережі.
Місія також випробувала два різні варіанти розгортальних систем для CubeSat, обидві створені методом 3D-друку з модульних елементів, які автори називають «CubeSat-LEGO». Супутники стабілізували обертання за допомогою перероблених жорстких дисків ноутбуків, а керування забезпечували навіть через звичайні телевізійні пульти.
Обидва світлові вітрила стали першими апаратами свого розміру, які змогли передати повні набори телеметрії з орбіти на наземні станції. Саме ці дані тепер використають для планування наступних демонстрацій — зокрема, експериментів зі зміною орбіти, кермуванням вітрилом і, у перспективі, з лазерною тягою.
Крок до міжзоряних польотів на грамових апаратах
Ідеї світлових вітрил, систем спрямованої енергетичної тяги (directed-energy propulsion) та грамових чип-супутників останнє десятиріччя активно обговорюються науковцями та інженерами. На них сподіваються ініціативи на кшталт Breakthrough Starshot, Project Lyra та Swarming Proxima Centauri.
Такі програми розглядають світлові вітрила як засіб для:
- відправлення зондiв до найближчих зірок у прийнятні для людини терміни;
- надшвидких місій до Марса та зовнішніх областей Сонячної системи;
- переслідування міжзоряних об’єктів, що пролітають крізь нашу систему.
Хоча до справжніх міжзоряних польотів ще далеко, результати експериментів Alpha CubeSat і Sailing to the Stars показують, що ключові елементи — від складаних вітрил до надмалих супутників і надійного зв’язку — вже успішно працюють на орбіті. Наступні місії зможуть зосередитися на складніших завданнях: маневруванні вітрилом, збільшенні швидкості та, зрештою, випробуванні лазерної тяги для виходу в міжзоряний простір.
Мініатюрні світлові вітрила з Корнелла довели працездатність на орбіті з’явилася спочатку на Цікавості.
