Cosmos 1 был проектом Cosmos Studios и The Planetary Society по испытанию солнечного паруса в космосе. В рамках проекта беспилотный космический корабль с солнечным парусом под названием Cosmos 1 был запущен в космос в 19:46:09 UTC (15:46:09 EDT ) 21 июня 2005 года с подводной лодки Борисоглебск в Баренцевом море . Однако отказ ракеты не позволил космическому кораблю достичь запланированной орбиты. [2] Оказавшись на орбите, космический корабль должен был развернуть большой парус, на который будут давить фотоны Солнца , тем самым увеличивая скорость космического корабля ( вклад солнечного ветра аналогичен , но гораздо меньше по величине).
Если бы миссия была успешной, это было бы первое в истории орбитальное использование солнечного паруса для ускорения космического корабля, а также первая космическая миссия космической пропагандистской группы . Бюджет проекта составлял 4 миллиона долларов США. Планетарное общество планировало собрать еще 4 миллиона долларов США для Cosmos 2 , повторной реализации эксперимента, который предварительно планировалось запустить в миссии по доставке грузов «Союзом» на Международную космическую станцию (МКС). Канал Discovery был одним из первых инвесторов. [3] Однако достижения в области технологий и большая доступность слотов для крепления малой массы на большем количестве ракет-носителей привели к модернизации, аналогичной NanoSail-D , названной LightSail-1 , о которой было объявлено в ноябре 2009 года. [4]
Для проверки концепции солнечного паруса проект Cosmos 1 запустил орбитальный космический корабль, который они назвали Cosmos 1, с полным комплектом из восьми парусных лопастей 21 июня 2005 года; в день летнего солнцестояния . Космический корабль имел массу 100 кг (220 фунтов) и состоял из восьми треугольных парусных лопастей, которые должны были быть развернуты из центральной ступицы после запуска путем надувания структурных трубок. Длина каждой парусной лопасти составляла 15 м (49 футов), общая площадь поверхности составляла 600 м 2 (6500 кв. футов), и были изготовлены из алюминизированной армированной ПЭТ-пленки (MPET) .
Космический корабль был запущен на ракете-носителе «Волна» (переоборудованная межконтинентальная баллистическая ракета (МБР) SS-N-18 ) с российской подводной лодки Delta III «Борисоглебск» , затопленной в Баренцевом море . Первоначальная круговая орбита космического корабля должна была находиться на высоте около 800 км (500 миль), где он должен был развернуть паруса. Затем паруса постепенно поднимали бы космический корабль на более высокую околоземную орбиту. « Космос-1 может поднять свою орбиту на 50–100 км (31–62 мили) в течение ожидаемого 30-дневного срока миссии», — сказал Луис Фридман из Планетарного общества. [5] [6]
Ожидалось, что миссия завершится в течение месяца после запуска, поскольку майлар лопастей начнет разрушаться под воздействием солнечного света.
Солнечный парусный корабль также мог быть использован для измерения эффекта искусственных микроволн , направленных на него с радиолокационной установки. 70-метровая (230-футовая) тарелка на объекте Голдстоун сети дальней космической связи NASA использовалась бы для облучения паруса лучом мощностью 450 кВт . Этот эксперимент по движению с использованием луча мог быть предпринят только после того, как была достигнута главная цель миссии — управляемый полет солнечного паруса.
Корабль был бы виден невооруженным глазом с большей части поверхности Земли: запланированная орбита имела наклонение 80°, поэтому он был бы виден с широт примерно до 80° северной и южной широты.
Сеть станций слежения по всему миру, включая станцию Таруса , в 121 км (75 миль) к югу от Москвы , и Лабораторию космических наук Калифорнийского университета в Беркли , пытались поддерживать связь с солнечным парусом во время миссии. Управление полетом базировалось в основном на российской компании НПО Лавочкина в Москве; центр, который Планетарное общество называет Mission Operations Moscow (MOM).
Корабль постепенно ускорялся бы на каждой орбите в результате давления излучения фотонов, сталкивающихся с парусами. Когда фотоны отражались бы от поверхности парусов, они передавали бы им импульс . Поскольку не было бы сопротивления воздуха, противодействующего скорости космического корабля, ускорение было бы пропорционально количеству фотонов, сталкивающихся с ним в единицу времени. Солнечный свет составляет крошечную5 × 10−4 м/с2 ускорение в непосредственной близости от Земли. За сутки скорость космического корабля достигнет 45 м/с (150 фут/с); за 100 суток его скорость составит 4500 м/с (15 000 фут/с), за 2,74 года — 45 000 м/с (150 000 фут/с).
При такой скорости корабль достигнет Плутона , очень далекой карликовой планеты в Солнечной системе , менее чем за 5 лет, [7] хотя на практике ускорение паруса резко падает по мере удаления космического корабля от Солнца . Однако вблизи Земли ускорение солнечного паруса больше, чем у некоторых других методов движения; например, космический корабль SMART-1 с ионным двигателем имеет максимальное ускорение2 × 10−4 м /с2 , что позволило SMART-1 выйти на лунную орбиту в ноябре 2004 года после запуска в сентябре 2003 года.
Помимо основного космического корабля, запущенного в июне 2005 года, проект «Космос-1» профинансировал еще два корабля:
Одна из лопастей солнечного паруса «Космос-1» была представлена в офисном комплексе Рокфеллеровского центра в Нью-Йорке в 2003 году.
