Поява міжзоряного об’єкта 3I/ATLAS у межах Сонячної системи викликала хвилю ідей щодо місії перехоплення з метою детального вивчення. Це лише третій виявлений міжзоряний гість, тому безпосередні спостереження могли б принести проривні наукові результати.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Водночас архітектура місії для перехоплення міжзоряної комети створює серйозні інженерні труднощі. Серед ключових факторів називають рівень технологічної готовності пропонованих рушійних систем, від класичних хімічних ракет до систем спрямованої енергії.
Попередні концепції здебільшого передбачали використання хімічних ракет із запуском із Землі, як у випадку місії Janus від NASA чи апарата Comet Interceptor від European Space Agency, або ж корекцію траєкторії вже існуючих зондів, зокрема Juno. Натомість у новій роботі дослідники з Initiative for Interstellar Studies запропонували відмовитися від прямого перельоту, який потребував би негайного запуску, і показали, що старт у 2035 році дозволить перехопити 3I/ATLAS за допомогою непрямого маневру Сонячного Оберта.
Головна складність прямої місії пов’язана з орбітальною динамікою об’єкта, його високою геліоцентричною швидкістю та запізнілим виявленням. Після відкриття стало зрозуміло, що оптимальне вікно запуску вже минуло. На момент фіксації 3I/ATLAS перебувала усередині орбіти Юпітера та рухалася зі швидкістю понад 60 км за секунду. Навіть апарат на кшталт Comet Interceptor, якби він уже очікував у точці Лагранжа L2 системи Сонце Земля, міг би зіткнутися з труднощами перехоплення.
Для оцінки варіантів команда експертів використала розроблене ними програмне забезпечення Optimum Interplanetary Trajectory Software, яке моделює оптимальні міжпланетні траєкторії. Раніше воно застосовувалося в межах проєкту Lyra, присвяченого перехопленню першого міжзоряного об’єкта ʻOumuamua. Ключовими інструментами таких місій є гравітаційні маневри та Сонячний Оберт.
Гравітаційний маневр передбачає використання притягання планети або її супутника для збільшення швидкості апарата. Маневр Сонячного Оберта полягає у вмиканні двигуна в момент максимального зближення з масивним тілом, наприклад із Сонцем, коли швидкість уже найбільша. У випадку Сонячного Оберта апарат наближається до перигелію, після чого короткий імпульс тяги дозволяє різко підвищити геліоцентричну швидкість і або покинути Сонячну систему, або наздогнати віддалений міжзоряний об’єкт.
Моделювання показало, що перехоплення 3I/ATLAS можливе за умови запуску у 2035 році, коли вирівнювання Землі, Юпітера, Сонця та цілі буде найсприятливішим. Орієнтовна тривалість польоту становитиме близько 50 років, хоча її можна трохи скоротити. Така конфігурація мінімізує вимоги до тяги під час Сонячного Оберта, знижує навантаження на ракету носій і скорочує час досягнення об’єкта.
Попри тривалу подорож, науковий ефект може бути винятковим. Комети й астероїди зберігають речовину, що залишилася після формування планетних систем. Дослідження міжзоряного об’єкта дозволить отримати дані про інші зоряні системи без необхідності відправляти туди апарати, що зайняло б століття. Хоча концепції рушіїв спрямованої енергії, подібні до проєкту Swarming Proxima Centauri від i4is, розглядаються як перспективні, їхній рівень технологічної готовності залишається низьким і може вимагати десятиліть розвитку.
Натомість апарат, створений на базі сучасних технологій і оснащений можливістю виконання Сонячного Оберта, здатен досягти міжзоряного об’єкта в межах реалістичного горизонту планування. Навіть без місій до сусідніх зірок перехоплення такого гостя може дати вичерпну інформацію про системи за межами нашої.
Читайте також:
- Телескоп NASA SPHEREx отримав нові дані про міжзоряну комету 3I/ATLAS
- Комета 3I/ATLAS прилетіла з іншої зоряної системи і це змінює наукову картину