Межпланетная транспортная сеть. Что это?

С очень большой помпой Илон Маск объявил о планах SpaceX колонизировать Марс путем создания Межпланетной транспортной системы. И главная роль в осуществлении замысла будет отведена транспортному средству с примерно таким названием – Большая невероятная ракета, которая сможет за один раз доставлять на Марс огромное количество грузов и много людей.

 

Но будет ли реализован этот смелый план? Сделать это будет очень трудно, ведь потребуются колоссальнейшие финансовые средства для подобного полета. Как же быть? Дело в том, что Межпланетная транспортная система слишком близко (по названию) к другой, действительно классной идее – Межпланетной транспортной сети – которая предоставляет нам почти бесплатный способ путешествовать по Солнечной системе, да и не только.

 

Что же это за идея?

Если кто-то вообразит ракетоноситель, стартующий с Земли в отдаленные уголки Солнечной системы и работающий на привычных двигателях, то он ошибется. Это все очень сложно и трудно – ускоряться и тормозиться, чтобы не пролететь чужой мир.

 

Чтобы полететь за пределы нашей планеты, необходимо добраться до скорости 8 км/с или 28000 км/ч. Таким образом можно попасть на орбиту Земли, которая сейчас вращается вокруг Солнца. Если кто-то захочет отправиться на Марс, необходимо выйти на траекторию полета, соответствующую достижения Красной планеты. Точнее, попасть на так называемую переходную орбиту Хомана.

 

Для этого потребуется включить двигатели и разогнаться до 11,3 км/секунду. Только так можно избавиться от земной гравитации и перехватить Марс в нужной точке траектории. Если сделать все правильно, удастся выйти на его орбиту или приземлиться на поверхности, или закрепиться на будущей станции, работающей около Фобоса. Если израсходовать больше энергии, то можно добраться туда быстрее.

 

Так вот. Оказывается, есть еще один способ путешествовать от планеты к планете в Солнечной системе, потребляя незначительную часть энергии от стандартного варианта. Это использование точек Лагранжа, мест в Солнечной системе, где гравитация между двумя объектами уравновешивается. Есть пять точек, касающихся Земли и Солнца, и есть пять, касающихся Земли и Луны. И есть они между Солнцем и Юпитером. И т.д.

 

Вообразим целую Солнечную систему со всеми этими точками Лагранжа для всех объектов, гравитационно взаимодействующих друг с другом. По мере вращения планет вокруг Солнца, эти точки сближаются друг с другом и даже иногда пересекаются! Вот так! И если рассчитать это время правильно, то можно из одной гравитационно уравновешенной точки, переместиться на другую, уже в другой системе, затратив минимальное количество энергии. Фактически, если использовать эту методику, можно пересечь всю Солнечную систему, от Меркурия до Плутона и далее, полагаясь исключительно на взаимодействующую гравитацию всех этих миров.

 

Все это и называется Межпланетная транспортная сеть, или Межпланетная магистраль. Правда от обычной, стандартной магистрали здесь направление движения все время меняется, в зависимости от текущей конфигурации Солнечной системы. Если кто-то подумает, что это все из разряда научной фантастики, то он будет рад услышать, что космические агентства уже неоднократно использовали эту сеть.

 

НАСА значительно продлила полет зонда Explorer-3, используя таким образом меньшее количество топлива, что позволило выполнить базовую миссию, а затем еще исследовать несколько комет. Японский аппарат Hiten отправился на Луну, но ракетоноситель не смог набрать достаточную скорость для выведения его на нужную орбиту. Тогда НАСА рассчитало иную траекторию движения и, используя точки Лагранжа, постепенно добилось попадания его на Луну. Миссия Genesis использовала эту методику, чтобы захватить частицы солнечного ветра и возвратить их на Землю.

 

Были другие полеты, использующие этот метод, существуют проекты в будущем, направленные на исследования всех лун Юпитера или Сатурна, например. Или создания космических станций, размещенных во всех главных точка Лагранжа Солнечной системы. Они расположатся в этих местах, используя при этом минимум топлива для поддержания функционирования. А с них можно отправиться на астероиды или кометы, пролетающие неподалеку. Или же, если потребуется отправиться с одной планеты на другую, можно состыковать корабль со станцией, заправиться горючим, и подождать пока подойдет нужная точка Лагранжа.

 

В далеком будущем от станций, находящихся во всех точках Лагранжа, медленные космические паромы перемещали бы грузы из одного мира в другой. Или перевозили пассажиров, которые не могут позволить себе высокие скорости обычных ракет. Можно также вообразить эти станции, оборудованными мощными лазерами, которые разгоняют корабль с солнечным парусом к следующему месту назначения.

 

Все это представляется слишком простым, чтобы быть правдой, но только есть вот такой недостаток. Это ужасно медленно. Не просто медленно, а мучительно медленно. Потребуются годы и даже десятилетия, чтобы переместиться от одного мира к другому.

 

Но может быть и другой, еще один более сногсшибательный полет. Астрономы утверждают, что эти сети с точками Лагранжа верны для взаимодействующих галактик. Например, кто-то захочет переместиться из Млечного Пути в Андромеду? Все очень просто, необходимо сделать космический корабль, отправиться на нем в галактическую точку Лагранжа, подождать несколько миллиардов лет, когда обе галактики встретятся друг с другом. Затратив очень небольшое количество энергии, таким образом можно попасть к нашим братьям в Андромеде…