Kde sluneční vítr utichá za zády a věčnost stojí vedle nás … Co čeká ty, kteří dokázali prorazit heliopauzu a dotknout se světla vzdálených hvězd? Přízračná záře částic Kuiperova pásu. Desítky let letu bez možnosti výměny selhávajících jednotek. Pokusy o navázání komunikace se Zemí ze vzdálenosti 200 astronomických jednotek.
Bude možné s moderními technologiemi překonat tak vzdálené hranice? Letíte tam, odkud pocházejí rádiové signály se zpožděním jednoho dne? I světlo ustupuje obrovské vzdálenosti, ale lidská mysl jde vpřed.
Skákat přes denní světlo
30 miliard kilometrů. 70 let letu s využitím stávajících horních stupňů s motory na kapalná paliva. Moderní meziplanetární stanice nejsou pro takové expedice konstruovány. Po třech až čtyřech desetiletích radioizotopová baterie zemře. Zásoba hydrazinu v orientačních motorech AMC dochází. Komunikace se přeruší a sonda, která navždy usnula, se rozpustí v nekonečném prostoru.
Lidstvu se do dnešního dne podařilo postavit šest „hvězdných lodí“, které překročily třetí kosmickou rychlost a navždy opustily sluneční soustavu.
Zde jsou jména hrdinů.
Automatické meziplanetární stanice řady Pioneer s čísly 10 a 11. Zahájeny v letech 1972-73. „Průkopníci“se dostali do oblasti vnějších planet, poprvé na Zemi přenášeli fotografie a vědecká data z okolí Jupitera a Saturnu. Když provedli manévr v gravitačním poli obřích planet, opustili ekliptickou oblast navždy a vstoupili do nerovného boje s prostorem a časem.
Komunikace s Pioneer 11 byla přerušena v roce 1995, kdy už byla daleko za oběžnou dráhou Pluta. Nyní se sonda vzdálila od Slunce o 90 AU. a pokračuje v cestě směrem k souhvězdí Štítu.
Jeho dvojče vydrželo ve vesmíru přesně třicet let: nejnovější vědecká data z Pioneeru 10 byla na Zemi přenesena v roce 2002. Podle propočtů to mělo být v roce 2012 na 100 AU. ze slunce. Sonda, která navždy usnula se zlatou deskou na palubě, letí k Alpha Taurus. Předpokládaná doba příjezdu - 2 000 000 n. L.
Dalšími hrdiny jsou účastníci ohromující mise Voyager, největší expedice, která kdy byla uskutečněna na meziplanetárních letech. V roce 1977 vyrazily na cestu dvě sondy s nadějí, že navštíví okolí všech vnějších planet. Hlavní mise Voyageru skončila úplným triumfem: sondy studovaly Jupiter, Saturn, Uran, Neptun, jejich prstence a 48 satelitů obřích planet z trajektorie přeletů. V okamžiku průletu přes horní oblačnou vrstvu Neptunu byla po 12 letech letu a 4 miliardách ujeté vzdálenosti odchylka sondy Voyager 2 od vypočítané trajektorie neuvěřitelných 200 metrů!
Dnes, 37 let po startu, pokračují ve své cestě mezihvězdným oceánem, vzdalujíce se od Země ve vzdálenosti 107 a 130 AU. Zpoždění rádiového signálu z desky Voyager 1 je 17 hodin 36 minut. Výkon vysílače je pouze 26 wattů, ale jeho signály stále dosahují země.
Kapacita paměti palubního počítače Voyager je 100krát menší než u moderního mp3 přehrávače. Unikátní retro vybavení pokračuje ve své práci, a to prostřednictvím smršť elektromagnetických bouří a desetiletí práce v otevřeném prostoru. V nádržích zůstává několik litrů vzácného hydrazinu a výkon generátoru radioizotopů stále dosahuje 270 wattů. Už za oběžnou dráhou Neptunu se programátorům NASA podařilo „reflashovat“palubní počítač Voyageru: nyní jsou data sondy zakódována vysoce bezpečným dvojitým Reed-Solomonovým kódem (kupodivu při startu Voyagerů takový kód ještě nebyl byly použity v praxi). Na začátku nového století sondy přešly na záložní sadu motorů řízení polohy (do té doby hlavní sada provedla 353 tisíc korekcí), ale pro sluneční senzor je každý den obtížnější najít tlumené světlo proti pozadí tisíců jasných hvězd. Hrozí ztráta orientace a ztráta komunikace se Zemí.
V létě 2012 zaznamenalo zařízení Voyageru 1 prudký pokles intenzity nabitých částic slunečního větru - sonda překročila hranici sluneční soustavy a dostala se z heliosféry. Nyní jsou signály sondy zkresleny novým, dosud nezaznamenaným zvukem-plazmou mezihvězdného média.
Do vesmíru už devátým rokem vyplouvá automatická stanice „New Horizons“, spuštěná v lednu 2006. Cílem mise je Pluto, o jehož vzhledu nevíme téměř nic. Předpokládaný čas příjezdu na místo určení - 14. července 2015. Devět a půl roku letu - a pouhé tři dny na blízké seznámení s nejvzdálenější planetou.
New Horizons opustilo oběžnou dráhu poblíž Země s nejvyšší rychlostí ze všech kosmických lodí - 16, 26 km / s vzhledem k Zemi nebo 45 km / s vzhledem ke Slunci, což z New Horizons automaticky udělalo hvězdnou loď.
Očekává se, že po průchodu Plutem bude sonda pokračovat ve své práci na otevřeném vesmíru až do poloviny příštího desetiletí, když do té doby odešla ze Slunce o 50-55 AU. Kratší doba mise ve srovnání s Voyagery je dána krátkou dobou provozu radioizotopové „baterie“- do léta 2015 bude výkon RTG činit pouze 174 wattů.
Mírně za „New Horizons“letí další pozoruhodný objekt-horní stupeň ATK STAR-48B na tuhá paliva. Třetí stupeň nosné rakety Atlas-5, který přivedl sondu New Horizons na dráhu odletu k Plutu, také získal heliocentrickou rychlost a nyní zcela jistě opustí hranice sluneční soustavy. Spolu s ní ze stejného důvodu odletí ke hvězdám dvě vyvažovací závaží. Druhý stupeň (horní stupeň „Centaurus“) zůstal na heliocentrické dráze s oběžnou dobou 2,83 roku.
Podle výpočtů projde STAR-48B v říjnu 2015 200 milionů km od Pluta a poté navždy zmizí do hlubin vesmíru.
Lodě usnou a čas pro ně ztratí smysl. Za stovky tisíc, možná milionů let se všechny tyto objekty vytvořené lidmi dostanou ke hvězdám. Vědci se ale zajímají o možnost vytvořit PROVOZNÍ kosmickou loď schopnou pokračovat v práci v mezihvězdném prostoru po delší dobu a vzdalovat se od Slunce na vzdálenost stovek astronomických jednotek.
Projekt TAU
TAU (tisíc astronomických jednotek). Koncept z roku 1987, který zahrnoval vyslání automatizované stanice ve vzdálenosti 1/60 světelných let od Slunce. Předpokládaná doba cesty je 50 let. Účel expedice: konstrukce grandiózního dálkoměru na bázi 1000 AU, vysoce přesné měření vzdáleností ke hvězdám, včetně těch mimo naši galaxii. Sekundární úkoly: studium oblasti heliopauzy, řešení problému ultra-dálkové vesmírné komunikace, ověření postulátů teorie relativity.
Zdrojem sondy je malý jaderný reaktor s tepelným výkonem 1 MW. Iontový motor s 10letou životností. Autoři projektu TAU vycházeli výhradně z v té době existujících technologií.
V současné době je nejpodrobnějším a nejschůdnějším projektem mezihvězdné expedice Inovativní mezihvězdný průzkumník. Kompaktní sonda nesoucí 35 kg vědeckého vybavení na palubě a vybavená třemi RTG a vesmírným komunikačním systémem schopným zajistit stabilní komunikaci se Zemí ze vzdálenosti 200 AU.
Zrychlení pomocí konvenčního raketového urychlovače na chemické palivo, gravitační manévr v blízkosti Jupitera a iontové rakety, ve kterých je pracovní tekutinou xenon. Všechny tři tyto technologie existují a jsou v praxi dobře osvědčené.
Pochodový iontový motor sondy Deep Space-1
Iontový motor vyžaduje dvě věci: pracovní tekutinu (plyn) a několik kilowattů elektřiny. Vzhledem ke zanedbatelné spotřebě pracovního média může iontový motor fungovat nepřetržitě po dobu deseti let. Jeho tah je bohužel také zanedbatelný - desetiny Newtona. To je pro start ze zemského povrchu zcela nedostačující, ale v nulové gravitaci je díky nepřetržitému dlouhodobému provozu a vysokému specifickému impulsu takový motor schopen zrychlit sondu do vysokých rychlostí.
V misi Innovative Interstellar Explorer pomocí tří metod zrychlení vědci doufají, že sondu zrychlí na rychlost 35-40 km / s (přes 4 AU za rok). To je na standardy moderní kosmonautiky extrémně vysoké (Voyager 1 má rekord 17 km / s), ale v praxi je to docela možné s využitím moderních elektrických pohonných motorů a vysokokapacitních generátorů radioizotopové energie.
Výzkum v rámci programu Innovtive Interstellar Explorer provádějí specialisté NASA od roku 2003. Původně se předpokládalo, že sonda bude vypuštěna v roce 2014 a svého cíle (pohyb 200 AU od Slunce) dosáhne v roce 2044.
Bohužel, chybělo nejbližší startovní okno. Program mezihvězdných sond není pro NASA prioritním programem (na rozdíl od realističtějších roverů na Marsu, meziplanetárních stanic a budovaného vesmírného teleskopu Webb).
Příznivé podmínky pro vypuštění mezihvězdné sondy se opakují každých 12 let (kvůli potřebě provést manévr v gravitačním poli Jupitera). Příště se „okno“otevře v roce 2026, ale zdaleka to není tím, že tato šance bude použita ke svému zamýšlenému účelu. Možná se do roku 2038 něco rozhodne, ale koncept Innovative Interstellar Explorer bude do té doby pravděpodobně nekonečně zastaralý.
Inženýři již pracují na elektrotermických plazmových urychlovačích (VASIMR), magnetoplazmových dynamických motorech a Hallově motoru. Tyto variace elektrického raketového motoru mají také vysoký specifický impuls, srovnatelný s údery. imp. iontové rakety, ale jsou schopné vyvinout řádově větší tah - tj. zrychlit loď na stanovené rychlosti v kratším čase.
