Американские физики предложили новый способ разгона межзвёздных зондов без использования топлива. Конструкция использует не только давление света, но и создаваемый им крутящий момент, чтобы аппарат мог постепенно менять ориентацию и эффективно разгоняться в нужном направлении, не требуя двигателей или топлива.

В отличие от традиционного солнечного паруса, TARS представляет собой жёсткую структуру — плоскую панель, способную изменять угол наклона к Солнцу. Это позволяет использовать крутящий момент, возникающий из-за неравномерного давления излучения, для постепенного изменения ориентации аппарата. После выравнивания панели в новое положение система переходит в фазу разгона, используя свет как источник тяги. Повторяя такие циклы — поворот и ускорение — TARS набирает скорость. Благодаря жёсткости конструкции и управляемой ориентации, аппарат способен поддерживать устойчивое движение в заданном направлении без внешнего управления.

Авторы провели расчёты, демонстрирующие, что аппарат с жёсткой парусной системой может достичь значительной скорости. Например, система из двух фольгированных крыльев длиной 10 метров, соединённых с полезной нагрузкой массой 1 кг, способна за 3 года разогнаться до 300 км/с. Это более чем в пять раз выше, чем текущая скорость космического аппарата «Вояджер-1» (60 км/с). Такая система уже реализуема с применением современных материалов и технологий, не требующих лазеров или ядерных источников энергии.

Один из ключевых факторов — размещение аппарата на орбите ближе к Солнцу. На расстоянии 0,3 астрономической единицы солнечный поток в 11 раз выше, чем на орбите Земли, а на расстоянии 0,1 а.е. — уже в 100 раз. Это позволяет значительно увеличить ускорение. При старте с орбиты Меркурия и использовании высокоотражающих материалов система может достичь 1% скорости света, или около 3000 км/с, оставаясь в пределах Солнечной системы. По оценкам авторов, при старте с таких орбит на разгон до 1000 км/с потребуется от одного до нескольких лет.

Поскольку система не требует топлива и может быть относительно лёгкой, она подходит для запуска с помощью ракет или как вторичная полезная нагрузка. Это делает возможным создание компактных межзвёздных миссий с низкой стоимостью запуска. Кроме того, TARS может использоваться не только для полётов к другим звёздам, но и для доставки малых зондов к внешним границам Солнечной системы или на высокоскоростные гелиоцентрические орбиты.

Авторы подчёркивают, что их подход позволяет избежать ограничений традиционных солнечных парусов, которые теряют эффективность при попытке изменить направление движения. Использование крутящего момента позволяет TARS стабилизировать ориентацию даже в условиях изменения направления скорости. Также отмечается, что предложенный метод совместим с лазерным подталкиванием, что в перспективе может обеспечить ещё более высокие скорости.

Следующим шагом должно стать экспериментальное подтверждение работоспособности механизма — сначала в наземных условиях, затем в виде малых орбитальных прототипов. Благодаря своей простоте и автономности, концепция TARS может стать основой для новых типов зондов — от малых спутников в Солнечной системе до межзвёздных аппаратов, не требующих сложной инфраструктуры и больших затрат.