Американська компанія Opterus Research and Development отримала контракт NASA на розробку системи розгортання сонячного вітрила площею 1600 квадратних метрів — приблизно як хокейний майданчик або чверть футбольного поля. Замовлення виконується в рамках програми NASA SBIR Phase III, сума контракту становить 10,2 мільйона доларів. Постачання системи заплановано на початок 2028 року.
Сонячне вітрило — це спосіб руху в космосі без використання палива. Величезна надтонка мембрана відбиває фотони сонячного світла, а їхній тиск створює дуже малу, але постійну тягу. З часом космічний апарат поступово розганяється до високих швидкостей, не витрачаючи жодного грама палива. Технологія особливо перспективна для міжпланетних місій, де критичним є кожен кілограм маси, а також для дослідження геліосфери і, в перспективі, для польотів до сусідніх зоряних систем.
Нове вітрило буде приблизно у 20 разів більше, ніж попередній демонстратор NASA — ACS3 (Advanced Composite Solar Sail System), який розгорнув вітрило площею близько 80 м² на 7-метрових композитних штангах. Конструкція Opterus базується на ферменній телескопічній системі (Trussed Collapsible Tubular Mast, TCTM) — легкій композитній структурі, яка в складеному стані компактна для запуску, а після розгортання стає жорсткою та термостабільною. Чотири 30-метрові ферменні щогли розгортаються у формі літери «X», натягуючи квадратне вітрило загальною площею 1600 м².
Хто бере участь у проєкті
Розробку веде Opterus — компанія з Колорадо, створена приблизно у 2017–2018 роках для вирішення складних інженерних завдань у сфері великих космічних конструкцій. Її засновник і технічний директор Том Мерфі — випускник Стенфорда (аеронавтика та астронавтика), який раніше працював у NASA та Lockheed Martin.
Opterus розробляє композитні конструкції TCTM (Trussed Collapsible Tubular Mast) — телескопічні щогли, які щільно згортаються в рулон для запуску, а в космосі автоматично розгортаються, зберігаючи високу жорсткість. Система також включає механізми контролю форми вітрила для стабілізації та керування під дією тиску сонячного випромінювання.
За словами президента Opterus Кіла Девіса: «Дві фази SBIR перевели нашу технологію від досліджень до перевіреного обладнання, і тепер наша щогла відкриває новий масштаб сонячних вітрил. Системна інженерія, яку ми вкладаємо в цю роботу, посилює все, що ми створюємо — від антен до сенсорних масивів і місячної інфраструктури».
Applied Aerospace & Defense виготовить саму вітрильну мембрану — надтонкий полімер, який уже проходив випробування в космосі в складі попередніх сонячних та аеродинамічних вітрильних систем. NASA виступає замовником і, ймовірно, надасть платформу-носій та забезпечить запуск.
Історія та перспективи
Технологія сонячного вітрила розвивається NASA вже кілька десятиліть. Перші успішні демонстрації:
- 2010 рік — IKAROS (JAXA, площа ≈196 м²) — перше успішне розгортання сонячного вітрила в міжпланетному просторі.
- 2010 рік — NanoSail-D (NASA, 14 м²) — перше розгортання сонячного вітрила на орбіті Землі.
- 2019 рік — LightSail 2 (The Planetary Society, 32 м²) — перша успішна демонстрація керованої зміни орбіти за рахунок тиску сонячного світла на низькій навколоземній орбіті.
- 2024 рік — ACS3 (NASA, 80 м²) — демонстрація композитних розгортальних штанг на орбіті.
Контракт Opterus — це третя фаза програми SBIR, спрямована на доведення технології до льотного зразка. Це означає, що щогли та механізми мають стати не концептом, а повноцінним обладнанням, яке можна інтегрувати в реальний космічний апарат і випробувати на орбіті, ймовірно в межах окремої місії NASA Solar Sail Propulsion System.
Згідно з графіком, розробка ключових компонентів триватиме у 2026–2027 роках, поставка системи очікується у 2028 році, а запуск можливий у 2029–2030 роках. У разі успіху сонячні вітрила можуть стати практичною альтернативою хімічним та іонним двигунам для далеких місій — від дослідження астероїдного поясу та геліосфери до потенційних міжзоряних зондів у межах ініціатив на кшталт Breakthrough Starshot.
