Группа астрономов из Финляндии, Франции и Италии разработали концепцию межпланетного зонда, с помощью которого можно исследовать атмосферу газовых гигантов. Ключевым отличием аппарата является использование для движения технологии электрического паруса. Концепция выложена в виде препринта в архиве Корнельского университета, кратко о ней пишет блог Technology Review.
Предложенный зонд состоит из электрического паруса, солнечных батарей и корпуса, в котором установлены приборы, средства связи и дополнительные ракетные двигатели для корректировки движения. Общая масса зонда должна составить около 560 килограмм.
Электрический парус, который будет использоваться в зонде, потребует 540 ватт электрической мощности. Это позволит получить тягу в полньютона и развить ускорение около 1 миллиметра в секунду за секунду. По словам физиков, до Урана зонд сможет добраться за шесть лет, причем запуск можно будет произвести в любое время, не дожидаясь благоприятного окна. Важнейшим недостатком зонда является то, что он будет одноразовым — после вхождения в атмосферу Урана на высокой скорости, аппарат будет уничтожен.
Принцип электрического паруса заключается в том, что положительно заряженные протоны и альфа-частицы солнечного ветра, отражаясь от одноименно заряженного паруса, толкают аппарат вперед. Парус же представляет собой металлическую решетку или набор электродов. Энергию солнечных батарей аппарат использует на разделение зарядов, при этом электроны просто выбрасываются в вакуум. Электрический парус похож на световой, но имеет гораздо меньшую площадь и менее подвержен опасности столкновения с астероидами.
Электрический парус был изобретен одним из авторов концепции зонда, финским физиком Пеккой Янхуненом (Pekka Janhunen) в 2006 году. Идея ученого воплотилась в единственном на сегодняшний день аппарате с электрическим парусом — эстонском наноспутнике ESTCube-1.