Одним из самых ценных ресурсов, которые определяют успешность дела изучения Солнечной системы, является топливо. Космические аппараты нуждаются в топливе для того, чтобы добраться до места своего назначения, и они нуждаются еще в большем его количестве, чтобы оставаться там в течение продолжительного времени, выполняя задачи своей исследовательской миссии. Получение энергии, необходимой для функционирования систем космических аппаратов, не является большой проблемой в космосе, с ее непрерывным получением на протяжении десятилетий достаточно неплохо справляются солнечные батареи или радиоизотопные термоэлектрические генераторы. Но как только космический аппарат исчерпывает запасы своего топлива, он тут же превращается в неуправляемую и бесполезную груду очень дорогого железа.
Некоторые типы двигательных установок, такие, как ионные двигатели, весьма экономичны и расходуют крайне мало дефицитного топлива. Но их использование не решает вышеописанную проблему, использование таких двигателей позволяет отодвинуть, пусть и на достаточно большой срок, момент, когда двигатель вырабатывает последние капли топлива из своих баков. В связи со всем вышесказанным множество людей работает над разработкой альтернативных методов создания тяги, которым не требуется топливо. И некоторая часть из этих исследований производится в рамках программы НАСА под названием Innovative Advanced Concepts Program. Одним из самых «сумасшедших» проектов этой программы является проект электростатического «планера» E-Glider, который будет использовать в своих целях статические электрические поля, создаваемые облаками заряженной пыли, образующимися вокруг астероидов, ядер комет и небольших планет.
Обычно, вокруг космических тел, не окруженных слоем атмосферы, образуется своего рода «туман» из электрически заряженной пыли, которая поднимается с поверхности под воздействием солнечного ветра. Высокоэнергетические частицы солнечного ветра, ударяя в поверхность космического тела, передают свой заряд частицам пыли. Из-за того, что практически все эти частицы имеют одинаковый заряд, то и частицы пыли получаются заряженными электрическим потенциалом одной полярности. Это заставляет их отталкиваться друг от друга и «фонтанировать» в окружающее пространство. А энергия, несомая частицами солнечного ветра, велика настолько, что на линии терминатора, границе освещенной и темной стороны космического объекта, возникают электрические потенциалы, напряженностью в сотни киловольт на метр.
Облака поднятой с поверхности электрически заряженной пыли — это то, контакта с чем стараются избегать все космические аппараты. Но специалисты из Лаборатории НАСА по изучению реактивного движения (NASA Jet Propulsion Laboratory, JPL) считают, что это явление можно использовать в своих целях. Для этого космическому аппарату достаточно «распустить» металлические крылья, на которые будет подан электрический заряд, равный по полярности заряду облаков пыли. За счет отталкивание одноименных электрических зарядов эти крылья будут создавать электростатическую подъемную силу, которая сможет удерживать аппарат на стабильной орбите до тех пор, пока космический аппарат будет в состоянии поддерживать электрический потенциал. При потенциале в 1 кВ и площади крыльев в 1 квадратный метр этой подъемной силы будет достаточно для поддержания стабильности орбиты малого космического аппарата, весом в один килограмм.
Пока идея электростатического планера является лишь чистой теорией, подкрепленной немногими знаниями о среде, окружающей различные космические тела. Но исследователи из JPL считают, что использованные ими принципы просты, фундаментальны и их идея должна сработать в любом случае. В настоящее время проводится достаточно сложное компьютерное моделирование и простейшие эксперименты, которые еще не выявили физических причин, которые не позволят этой идее работать в реальных условиях.
Для дальнейшей реализации идеи электростатического планера ученым потребуется более глубокое понимание процессов, происходящих в «пыльной среде», окружающей астероиды. Помимо этого, проводимые сейчас эксперименты с электростатикой, по мнению ученых JPL, могут привести к разработке новых принципов движения, способных работать и на Земле.
Источник: