В начале января 2013 года лабораторией электроники университета Хельсинки был создан первый рабочий прототип электрического паруса ESAIL. Такой парус способен утилизировать энергию солнечного ветра. В отличие от ионных двигателей, он может создавать тягу для оснащённых им космических аппаратов без расхода рабочего тела.

Идея отправиться в космическое путешествие под парусами высказывалась давно. Ещё в двадцатые годы XX века Фридрих Цандер предлагал построить для этого солнечный парус, приводящий в движение космический аппарат под действием давления потока солнечного света. В изначальном виде эта идея так и не была реализована, однако получила интересное развитие.

В 2006 году доктор Пекка Янхуненен (Dr. Pekka Janhunen) представил концепт электрического паруса (ESAIL), создающего тягу за счёт взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра.

Концепт электрического паруса ESAIL (изображение: Kumpula Space Centre)
Концепт электрического паруса ESAIL (изображение: Kumpula Space Centre)

Источник высокого напряжения вместе с электронной пушкой формирует на сети из тонких проводников положительный заряд. Создаётся электрическое поле, тормозящее ионы солнечного ветра. Ударяясь на средней скорости порядка 468 км/с, они передают свой импульс парусу и приводят в движение космический корабль.

На момент первого обсуждения проект электрического паруса воспринимался как более реалистичный, но требующий разработки методики создания прочной сети из сверхтонких (десятки микрометров) проводников.

Конструкция такого паруса должна быть максимально лёгкой и вместе с тем достаточно прочной, чтобы выдерживать бомбардировку метеороидами. Защита от разрушения подразумевает частое соединение проводников. В текущей версии прототипа она выполняется через каждый сантиметр с помощью ультразвуковой сварки.

Общая длина проводников из высокочистого алюминия составила около километра, а число точек сварки превысило девяносто тысяч. При толщине проводников 25 – 50 мкм ещё четыре года назад подобное считалось невозможным.

Теоретически такой парус сможет утилизировать энергию потока заряженных частиц не только от Солнца, но и от любой звезды (когда и если достигнет её системы). Чтобы обеспечить приемлемую скорость разгона, в реальных условиях суммарную протяжённость проводников электрического паруса придётся увеличить примерно в 2000 раз.

О точных характеристиках можно будет говорить после испытаний паруса, которые начнутся уже в этом году.