Для исследований спутника Сатурна Титана предлагается использовать беспилотник. Впервые искусственный летательный аппарат поднимется в небо где-то помимо Земли — если ему будут по плечу углеводородные облака Титана.

Примерно так может выглядеть полет AVIATR над Титаном
Сравнение размеров беспилотника AVIATR с двухместным учебным самолетом T-38N (слева)
Силовая установка монтируется в задней части фюзеляжа

В 1982 г., когда началась работа над проектом межпланетного зонда Cassini, Джейсону Барнсу (Jason Barnes) было всего шесть лет. Теперь уже состоявшийся ученый предлагает продолжить исследования Cassini совершенно фантастической миссией: беспилотником, который сможет парить в небесах одного из спутников Сатурна, Титана.

Проект AVIATR принципиально не отличается от обычных военных БПЛА, выполняющих, скажем, разведывательные миссии в Афганистане. По расчетам ученого, в небе Титана аппарат будет чувствовать себя даже лучше, чем на Земле: гравитация там всемеро слабее, а атмосфера втрое плотнее. Все эти факторы позволят AVIATR оставаться в полете намного дольше — а при разумном использовании компактного источника энергии на борту, едва ли не вечно.

В качестве такого источника автор предлагает использовать генератор Стирлинга с радиоизотопным источником энергии (Advanced Stirling Radioisotope Generator, ASRG): экономный механизм Стирлинга превращает в электричество слабое тепло, которое создает распад запаса радиоактивного топлива. «Формально продолжительность миссии должна составить один год, но верхнего предела мы себе не ставим, — говорит Барнс, — поддерживать полет можно практически без ограничений».

Авторы планируют, что в атмосферу Титана AVIATR войдет в защитной капсуле. Падение затормозит парашют, и уже в ходе плавного спуска беспилотник раскроет крылья, включит двигатель и вылетит из капсулы на свободу, как электронная бабочка из стального кокона.

Вообще, беспилотник с его контролируемым полетом выглядит более интересным вариантом для исследования Титана, нежели предыдущие проекты с использованием воздушного шара. В конце концов, аппарат сможет опуститься ниже плотного тумана, окутывающего спутник, и провести первую в истории полноценную съемку его поверхности.

Однако возникает вопрос: что будет с аппаратом в совершенно непривычных для нас условиях атмосферы Титана? «Влагой» здесь является не вода, а метан, знакомый нам лишь в виде газа: на Титане он образует густые облака и проливается дождем. Впрочем, по мнению Барнса и его коллег, принципиально новых технических решений это не потребует: все технологии уже имеются и отработаны военными.

На военных работал и присоединившийся к команде Барнса инженер Ричард Фох (Richard Foch), участвовавший в разработке десятков беспилотников для американской армии. «В самом деле, это огромная удача, что оборонка потратила миллиарды долларов для создания технологий, которые теперь пригодятся нам, — иронизирует Барнс, — Еще десять лет назад подобный проект был бы невозможен — надо было бы с нуля создать, скажем, автономную систему контроля за сверхдлительным полетом».

Среди действительно новых для сферы БПЛА технологий можно отметить разве что использование генератора Стирлинга на радиоизотопах, но сами такие энергосистемы прорабатываются уже много лет, и NASA планирует использовать их в ряде будущих миссий. В случае с AVIATR это не слишком мощное, но «долгоиграющее» решение особенно уместно — ведь аппарату для поддержания работоспособности требуется лишь порядка 250 Вт энергии.

Вообще, расходованию энергии авторы AVIATR уделяют особое внимание. К примеру, внушительные ее количества требуются для передачи данных на Землю — и во время сеансов связи остальным системам энергии может просто не хватить. Можно было бы нарастить емкость бортовых аккумуляторов, однако разработчики нашли более остроумный способ. Скопив информацию, AVIATR будет медленно подниматься, набирая высоту до 14 км над поверхностью Титана, а затем — выключать двигатели и пускать всю энергию на связь с Землей, пока сам аппарат сможет плавно спускаться до 3,5 км.

Все это выглядит чрезвычайно привлекательно, однако, как всегда, встает вопрос о финансировании. Проект AVIATR придуман как часть более крупной миссии TSSM по исследованию Титана, которая должна также включить орбитальный аппарат и спускаемый модуль TiME. Но столь масштабный проект требует и огромных вложений — порядка 715 млн долларов, что переводит TSSM в разряд наиболее дорогих и важных проектов NASA, реализуемых по программе New Frontiers. Счет им идет на единицы, каждая отбирается особенно тщательно, и — увы! — Титана в списке наиболее интересных целей нет.

По публикации Space.Com