Czy miniaturyzacja stanie się trendem również w sferze bezzałogowej eksploracji Układu Słonecznego? Wydaje się, że to niewykluczone, a kolejny kroczek w tym kierunku planują postawić badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, którzy zaprezentowali ideę zaledwie dziesięciogramowych sond kosmicznych, rozpędzanych ciśnieniem cząstek miotanych przez naszą gwiazdę.
Futurystyczny projekt pod akronimem BLISS (ang. Berkeley Low-cost Interplanetary Solar Sail) to dzieło inżynierów z Wydziału Elektrotechniki i Informatyki pod kierownictwem Kristofera Pistera. Inspirację stanowił dla nich CubeSat, czyli jednokilogramowy satelita w postaci kostki o boku 10 cm, wystrzelony po raz pierwszy na niską orbitę okołoziemską w 2003 roku. Ekipa Pistera jest jeszcze ambitniejsza, ponieważ chciałaby, aby ich urządzenia o masie zaledwie 10 gramów fruwały po całej, wewnętrznej części Układu Słonecznego, dostarczając drogocennych danych badawczych.
Trudność polega na tym, że opuszczenie okolic Ziemi i sięgnięcie obcych ciał niebieskich wymaga zwykle masywnego napędu. Aby pozbyć się konieczności taszczenia przez sondę paliwa, naukowcy postanowili sięgnąć do pomysłu rozkładanego żagla słonecznego.
Koncepcja żagli popychanych ciśnieniem fotonów i wiatru słonecznego znana jest od bardzo dawna. Została nawet przetestowana w 2010 roku podczas japońskiej misji IKAROS. Niestety, żeby taki żagiel był w stanie nadać odczuwalne przyśpieszenie pełnowymiarowej sondzie, musiałby liczyć kilkadziesiąt, jeśli nie kilkaset metrów kwadratowych – co z kolei wymagałoby skomplikowanego, ciężkiego i awaryjnego mechanizmu rozkładania. Tych samych problemów nie będą jednak mieli twórcy BLISS, którym w zupełności wystarczy arkusz o powierzchni 1 metra kwadratowego.
Drugim kluczowym elementem konstrukcji będzie silnik ślimakowy MEMS. Ma on być zasilany akumulatorkiem i służyć wyłącznie do korygowania kursu sondy. Czyni to przez leciutkie pociąganie za włókna węglowe łączące korpus urządzenia z żaglem. “Okazuje się, że właśnie tego potrzebujesz, aby nawigować, zupełnie jak na żaglówce. Naciągasz liny i zmieniasz położenie żagla pod wpływem wiatru, a to wpływa na kierunek” – wyjaśnia Pister.
BLISS będzie miał co prawda ograniczone możliwości badawcze, ale autorzy publikacji są przekonani, że rój setek lub tysięcy sond znajdzie zastosowanie. Wskazują, chociażby na analizę obiektów NEO – potencjalnie niebezpiecznych skał zahaczających o orbitę Ziemi – których jest zbyt wiele, aby słać w ich kierunku standardowe misje. Niewykluczone, że projekt BLISS pozwoli na wykonanie zdjęć takich obiektów z bliska, a w razie przelotu przez warkocz komety, może nawet na przechwycenie próbek pyłu.
Inżynierowie pracują jeszcze nad sześcioma podzespołami i oprogramowaniem, ale uważają, że pierwsza partia ich tyci sond mogłaby opuścić Ziemię w ciągu kilku najbliższych lat. Zgodnie z zapowiedziami, koszt produkcji jednego mini-statku wraz z żaglem zmieści się w granicy zaledwie tysiąca dolarów.
Publikację BLISS: Interplanetary exploration with swarms of low-cost spacecraft znajdziecie w czasopiśmie Acta Astronautica. Warto też rzucić okiem na krótki wywiad z Kristoferem Pisterem i Alexandrem Alvarem dla Berkeley Engineering.
