Идея полётов
в космосе с использованием солнечного паруса появилась в России (в 1920
г.) – она принадлежит одному из пионеров ракетостроения Фридриху Цандеру.
Первая попытка начать космическую регату была предпринята в 1989 г., когда
юбилейной комиссией Конгресса США в честь пятисотлетия открытия Америки
был объявлен конкурс. Его идея заключалась в выведении на орбиту нескольких
солнечных парусных кораблей, разработанных в разных странах, и проведении
гонки под парусами к Марсу. Весь путь планировалось пройти за 500 дней.
Свои заявки на участие в конкурсе подали США, Канада, Великобритания, Италия,
Китай, Япония и Советский Союз. Старт должен был состояться в 1992 году.
Но регата была отменена из-за распада Советского Союза и финансовых трудностей
у юбилейной комиссии.
1993 г. – первый
опыт создания солнечного паруса в российском эксперименте «Знамя-2». Отраженное
рефлектором световое пятно размером около 5 километров скользило по Земле
со скоростью около 8 км/сек от районов южной Франции через Чехословакию,
Германию, Польшу. На втором витке гигантский солнечный зайчик также наблюдался
над Канадой. Большая 20-метровая тонкоплёночная конструкция была развернута
за счёт центробежных сил на борту грузового космического корабля «Прогресс
М-15». Это была не только проверка возможностей создания солнечного паруса,
но и эксперимент по созданию «космического зеркала» для освещения Земли
из космоса.
В 2004 году лидером в практическом
воплощении работ по созданию космических аппаратов с солнечным парусом
становится Япония – она успешно развернула в космосе два прототипа солнечных
парусов. Тест, однако, был кратковременным, поэтому можно сказать, что
паруса не успели показать себя в работе, т.е. приобрести измеримое ускорение.
Теперь же главная цель японских инженеров – демонстрация маневрирования
и значительных изменений орбиты при помощи солнечного паруса в ходе его
полёта к Венере. На эту фазу испытаний IKAROS'у отводится шесть месяцев.
Парус IKAROS'а представляет собой квадрат со сторонами чуть больше 14 метров,
созданный из полиамидной плёнки. В нескольких местах к этой мембране добавлены
ультратонкие солнечные батареи. Они питают различные приборы парусника,
в т.ч. сенсоры – счётчики ударов космической пыли.
Развёртывание японского
паруса проходило в два этапа. На первом аппарат отделился от ракеты-носителя,
медленно вращаясь вокруг своей оси (5 оборотов в минуту). После того как
парусник занял нужную позицию по отношению к Солнцу, его вращение выросло
до 20 оборотов в минуту. Замки освободили четыре груза, укреплённые на
четырёх концах полотна. Они вытянули в стороны «усы» – части сложенного
паруса.
На втором этапе открылись другие
фиксаторы и началось расправление полимерной плёнки. Эту ключевую часть
преображения солнечной яхты японцы именуют динамической (первую же – статической),
хотя в обоих случаях межпланетный зонд вращается. IKAROS – это первый солнечный
парусник за пределами околоземной орбиты. Он же – первый, в котором будут
совмещены двигательные возможности космического паруса с его использованием
в качестве солнечной батареи.
Очередной японский
проект по созданию солнечного паруса – межпланетный зонд с парусом и ионными
двигателями должен достичь Юпитера и Троянских астероидов. Он будет представлять
собой «цветок» диаметром 50 метров. Но и его японские инженеры ещё именуют
«средним», недвусмысленно намекая на масштабы развития всей программы и
рост размеров японских солнечных парусов. Интересной особенностью этой
второй машины будут интегрированные ионные двигатели, которые помогут солнечному
паруснику маневрировать на пути к месту назначения и непосредственно около
него.
С большим отставанием от Японии
году запущен первый экспериментальный солнечный парусник США. Неприятности
американского аппарата начались 19 ноября 2010 года, когда ракета Minotaur
IV, стартовавшая с космодрома на острове Кадьяк (Kodiak Launch Complex),
вывела в космос семь небольших спутников. Они были подняты на орбиту высотой
653 км и наклонением 72 градуса. Одной из главных нагрузок в том старте
был экспериментальный микроспутник FASTSAT, предназначенный для испытания
ряда технологий, разработанных для лёгких и недорогих космических аппаратов.
В данном запуске начинкой этого адаптера выступал солнечный парусник NanoSail-D.
Его FASTSAT должен был запустить вскоре после своего выхода на орбиту.
Но ни в ноябре,
ни в декабре запланированного выброса не случилось. Однако, совсем неожиданно,
18 января 2011 года в три часа утра по Гринвичу механизм выброса NanoSail-D
всё же сработал, о чём просигнализировала телеметрия FASTSAT и что было
позднее подтверждено наземными системами слежения. Возможно, сейчас, после
землетрясения и вызванного им и разрушительным цунами, нанёсшими тяжелейший
удар по японской экономике, США сумеют сократить разрыв, но менталитет
японцев и сделанный ими до катастрофы задел позволит им выполнить намеченное,
пусть и с некотороми сдвигами в сроках.