Вчені планують перетворити Сонце у надпотужну гравітаційну лінзу

Новий препринт на arX­iv пропонує реалістичні варіанти доставляння космічного апарата у зону сонячної гравітаційної лінзи — область на відстані 650–900 астрономічних одиниць від Сонця, де його гравітаційне поле може працювати як гігантський телескоп. Автори стверджують, що місія здатна досягти цієї точки менш ніж за три десятиліття, відкриваючи можливість безпрецедентних спостережень віддалених об’єктів, включно з поверхнями екзопланет.

У загальній теорії відносності масивні тіла викривляють простір-час і можуть діяти як гравітаційні лінзи. Сонце, завдяки своїй масі, створює напівнескінченну фокальну лінію, уздовж якої світло далеких джерел значно підсилюється. Ще у 1979 році Вон Рассел Ешлеман показав, що коефіцієнт підсилення може сягати сотень мільйонів для міліметрових хвиль, що робить можливим спостереження навіть деталей екзопланет.

Сучасні концепції передбачають розміщення апарата на відстані понад 650 а.о., де він має підтримувати точне наведення поблизу сонячного лімба, виконувати контрольований поперечний рух для сканування та забезпечувати зв’язок у середовищі, де сонячний потік у сотні тисяч разів слабший, ніж біля Землі. Це означає, що сонячна енергія там непридатна для роботи, і потрібні радіоізотопні джерела або ядерні системи живлення. Для порівняння, Voy­ager 1 за майже 50 років досяг лише 170 а.о.

У препринті аналізуються варіанти рушійних систем. Хімічна тяга визнана непридатною для таких відстаней, навіть із гравітаційними маневрами. Найбільш реалістичним варіантом називають сонячне вітрило, яке після близького прольоту біля Сонця (0,04–0,08 а.о.) може забезпечити переліт до 650 а.о. за 25–40 років. Водночас вітрила обмежують масу корисного навантаження та енергетику.

Альтернативою є ядерна електрореактивна тяга, здатна нести важчі апарати й виконувати корекції на місці. У поєднанні з ядерною тепловою тягою переліт може скоротитися до менш ніж 20 років. Проте ці технології перебувають на ранніх етапах, і автори наголошують, що реалістичний старт місії можливий у 2035–2040 роках за умови демонстрації ключових технологій на початку 2030‑х.