Ученые представили план перехвата межзвездных объектов: зачем это нужно
Юго-Западный исследовательский институт (South-West Research Institute, сокращенно SwRI) в Сан-Антонио, штат Техас, завершил проектирование перехвата межзвездных объектов. В работе подробно описывается, как предполагаемый космический аппарат мог бы пролететь мимо межзвездной кометы, что позволило получить более полное представление о свойствах тел, рожденных за пределами Солнечной системы. Проект SwRI разработал схему полета, научные цели, полезную нагрузку и ключевые требования на основе предыдущих обнаружений межзвездных объектов. Используя данные недавнего открытия кометы 3I/ATLAS, команда проверила концепцию миссии, определив, что 3I/ATLAS мог быть перехвачен предлагаемым космическим аппаратом.
В 2017 году объект, обозначенный как 1I/'Oumuamua, стал первой межзвездной кометой (ISC), обнаруженной в Солнечной системе. Его идентификация и название начинаются с цифры 1, потому что это первый подобный объект, за ним следует буква «I», обозначающая Interstellar, и загадочное слово «Оумуамуа», которое является персональным именем объекта — по-гавайски оно буквально означает «посланец издалека, прибывающий первым».
За ее открытием вскоре последовало открытие второй межзвездной кометы ISC 2I/Borisov. Она названа в честь российского конструктора телескопов и астронома-любителя Геннадия Борисова, который наблюдал комету 30 августа в 2019 году в Крыму. Позже выяснилось, что комета, начиная с 13 декабря 2018 года, неоднократно попадала в поле зрения проекта ZTF Паломарской обсерватории, но никто на нее не обратил внимание.
В этом году список пополнился ISC 3I/ATLAS, которая попала в заголовки мировых газет, став третьим официально признанным межзвездным гостем, пересекшим границу Солнечной системы. По мере того как астрономы обсерватории Вера Рубин и других научных центров разрабатывают новые методы исследования и расширяют свои возможности, научная общественность ожидает, что в течение следующего десятилетия они обнаружат еще много крупных ISC.
Доктор Алан Стерн, планетолог из SwRI, отметил, что новые виды космических объектов предоставляют человечеству первую реальную возможность внимательно изучить тела, сформировавшиеся в других звездных системах. Близкий контакт с кометой мог бы дать беспрецедентное представление о составе, структуре и свойствах этих объектов, и это значительно расширило бы наше понимание процессов рождения и эволюции твердых тел за пределами Солнечной системы.
По оценкам ученых, каждый год в пределах орбиты Земли проходит несколько сотен объектов внесолнечного происхождения, а внутри орбиты Нептуна число межзвездных скитальцев превышает 10 тысяч в год. В ходе исследования, проведенного SwRI, были рассмотрены уникальные проблемы проектирования и определены затраты и потребности в полезной нагрузке, связанные с миссией перехвата ISC. Концепция миссии может быть позже предложена NASA. Гиперболические траектории и высокие скорости межзвездных объектов не позволяют исследовать их с помощью традиционных технологий с посадкой на поверхность, но разведка с помощью однократной встречи в расчетной точке осуществима, информативна и доступна по цене.
Траектория полета 3I/ATLAS находится в пределах диапазона перехвата, предусмотренного разработанной SwRI миссией, и научные наблюдения, сделанные во время такого пролета, были бы крайне ценными. Они могли бы послужить базой для будущих миссий к другим ISC.
Ученые SwRI и их партнеры, участвовавшие в исследовании, определили основные, научные задачи для миссии полета к ISC. Определение физических свойств тела позволит получить представление о его формировании и эволюции. Изучение химического состава ISC поможет объяснить ее происхождение и расскажет, как эволюционные силы воздействовали на комету с момента ее образования. Еще одной целью является тщательное изучение природы комы (газопылевого облака) объекта — подобия атмосферы, исходящей от центрального тела, а также его хвоста (или нескольких хвостов).
Для разработки вариантов траектории полета ученые SwRI создали программное обеспечение, которое сгенерировало репрезентативную синтетическую совокупность ISC, а затем рассчитало минимальную энергетическую траекторию от Земли до пути следования каждой кометы.
Расчеты показали, что сближение с низким энергопотреблением возможно и во многих случаях потребует меньше ресурсов для запуска и изменения скорости в полете, чем многие другие выполняемые и планируемые миссии в Солнечной системе.
Больше информации о комете 3I/Atlas вы найдете в подборке Hi-Tech Mail.
