Ученые предлагают новую смелую стратегию перехвата неуловимой межзвездной кометы 3I/ATLAS

Мир - Информационное агентство Эхбари

Ученые предлагают новую смелую стратегию перехвата неуловимой межзвездной кометы 3I/ATLAS

В рамках прорывного развития межзвездных исследований команда ученых из Инициативы по межзвездным исследованиям (i4is) представила новый план перехвата кометы 3I/ATLAS, третьего когда-либо обнаруженного межзвездного объекта (ISO). Их предложение, подробно изложенное в недавней статье, принятой к публикации в Журнале Британского межпланетного общества (JBIS), описывает косвенный маневр Солнечного Оберта для миссии, запуск которой запланирован на 2035 год, предлагая потенциальное решение серьезных проблем, связанных с поздним обнаружением кометы и ее невероятной скоростью. Этот инновационный подход может открыть беспрецедентные возможности для детального изучения материала из-за пределов нашей Солнечной системы, при условии принятия быстрых мер для использования этого узкого окна возможностей.

Прибытие 3I/ATLAS в нашу Солнечную систему вызвало огромный научный интерес, породив множество предложений по миссиям сближения, направленным на изучение этого небесного гостя. Как межзвездный объект, 3I/ATLAS представляет собой уникальный шанс проанализировать нетронутый материал из другой звездной системы, предлагая бесценные сведения о формировании планет и составе межзвездной материи. Однако присущие межзвездным кометам характеристики, особенно их высокие гелиоцентрические скорости и часто позднее обнаружение, создают значительные препятствия для разработчиков миссий. Традиционные архитектуры миссий, в значительной степени полагающиеся на химические ракеты, с трудом соответствуют скоростям, необходимым для длительного близкого изучения, что делает миссию пролета более осуществимой, хотя и по-прежнему сложной, опцией.

Предыдущие предложения, включая миссию НАСА «Янус» и европейского космического агентства (ЕКА) «Перехватчик комет», или даже корректировки существующих зондов, таких как «Юнона», обычно предусматривали прямые миссии по передаче, запускаемые с Земли. Однако для 3I/ATLAS оптимальное окно запуска для таких прямых перехватов уже прошло к моменту обнаружения кометы. Адам Хибберд, инженер-программист и исследователь в области астронавтики в i4is и ведущий автор нового исследования, подчеркнул эту критическую проблему синхронизации. «Для прямой миссии объект 3I/ATLAS был обнаружен слишком поздно, когда он уже прошел внутри орбиты Юпитера, и со скоростью более 60 км/с», — объяснил Хибберд Universe Today по электронной почте. «Оказалось, что это было после оптимальной даты запуска для прямой миссии по его перехвату». Он также отметил, что даже космический аппарат «Перехватчик комет», уже находящийся в точке L2 Солнце/Земля, столкнулся бы с трудностями.

Признавая эти ограничения, Хибберд и его коллеги — Т. Маршалл Юбэнкс, главный научный сотрудник Space Initiatives Inc., и Андреас Хайн, доцент аэрокосмической инженерии в Университете Люксембурга — обратились к более сложной конструкции траектории. Их решение сосредоточено на косвенном маневре Солнечного Оберта, технике, которая использует огромное гравитационное притяжение Солнца для достижения необычайных скоростей. Основной принцип заключается в том, что космический аппарат приближается к Солнцу, достигает своей ближайшей точки (перигелия), а затем включает свои двигатели в этот оптимальный момент. Этот «эффект пращи», известный как эффект Оберта, максимизирует эффективность тяги, позволяя зонду получить огромный прирост гелиоцентрической скорости — скорости, решающей для того, чтобы догнать объект, уже быстро удаляющийся от внутренней Солнечной системы.

Осуществимость этого сложного маневра была оценена с использованием разработанного Хиббердом программного обеспечения для оптимизации межпланетных траекторий (OITS). Это программное обеспечение имеет проверенный послужной список, в частности в «Проекте Лира», более раннем исследовании i4is, которое изучало миссию по перехвату «Оумуамуа», первого когда-либо обнаруженного межзвездного объекта. OITS превосходно оптимизирует траектории, которые включают гравитационные маневры (ГА) и маневры Оберта, что является важными инструментами для навигации на огромных расстояниях и высоких скоростях, связанных с межзвездными путешествиями. Гравитационные маневры включают использование гравитации планеты или луны для изменения скорости и направления космического аппарата, в то время как Солнечный Оберт специально использует гравитацию Солнца для придания драматического ускорения.

Предлагаемая дата запуска миссии 3I/ATLAS в 2035 году имеет решающее значение, поскольку она соответствует траектории, необходимой для эффективности косвенного маневра Солнечного Оберта. Эта стратегия признает, что межзвездные объекты, пройдя перигелий, удаляются с огромными скоростями, что требует столь же быстрого преследования. Используя эффект Оберта, миссия направлена на создание «колоссальной скорости», необходимой для успешного перехвата и изучения 3I/ATLAS, потенциально предоставляя мимолетное, но бесценное окно в его происхождение и состав. Такая миссия, если она будет реализована, станет монументальным достижением в исследовании космоса, раздвигая границы современных технологий двигателей и навигации.

Проблемы остаются значительными, особенно в отношении уровня технологической готовности (TRL) требуемых двигательных систем. В то время как обычные ракеты являются текущим стандартом, будущие миссии могут потребовать достижений в области двигателей на направленной энергии (DEP) или других высокоэффективных систем. Тем не менее, предложение i4is предлагает жизнеспособный и инновационный путь вперед, демонстрируя, что при стратегическом планировании и передовой оптимизации траекторий человечество все же может мельком увидеть этих загадочных межзвездных странников. Научное сообщество с нетерпением ждет дальнейшего развития этой и подобных концепций, поскольку привлекательность раскрытия секретов далеких звездных систем продолжает двигать границы человеческой изобретательности.

Читать далее на Информационное агентство Эхбари