دانشمندان استراتژی جسورانه جدیدی را برای رهگیری دنباله‌دار گریزان بین‌ستاره‌ای 3I/ATLAS پیشنهاد می‌کنند

جهانی - خبرگزاری اخباری

دانشمندان استراتژی جسورانه جدیدی را برای رهگیری دنباله‌دار گریزان بین‌ستاره‌ای 3I/ATLAS پیشنهاد می‌کنند

در یک تحول پیشگامانه برای اکتشافات بین‌ستاره‌ای، تیمی از محققان از ابتکار مطالعات بین‌ستاره‌ای (i4is) از طرحی جدید برای رهگیری دنباله‌دار 3I/ATLAS، سومین شیء بین‌ستاره‌ای (ISO) کشف‌شده، رونمایی کرده‌اند. پیشنهاد آن‌ها، که در مقاله‌ای اخیر که برای انتشار در مجله انجمن بین‌سیاره‌ای بریتانیا (JBIS) پذیرفته شده است، جزئیات یک مانور غیرمستقیم خورشیدی اوبرث را برای مأموریتی که در سال ۲۰۳۵ پرتاب می‌شود، ارائه می‌دهد و راه‌حلی بالقوه برای چالش‌های بزرگی که از کشف دیرهنگام دنباله‌دار و سرعت باورنکردنی آن ناشی می‌شود، فراهم می‌کند. این رویکرد نوآورانه می‌تواند فرصت‌های بی‌سابقه‌ای را برای مطالعه دقیق مواد از فراسوی منظومه شمسی ما باز کند، مشروط بر اینکه اقدامات سریع برای بهره‌برداری از این پنجره کوچک فرصت انجام شود.

ورود 3I/ATLAS به منظومه شمسی ما علاقه علمی فراوانی را برانگیخت و پیشنهادهای متعددی برای مأموریت‌های ملاقات با هدف مطالعه این بازدیدکننده آسمانی را به دنبال داشت. به عنوان یک ISO، دنباله‌دار 3I/ATLAS فرصتی منحصر به فرد برای تجزیه و تحلیل مواد بکر از یک سیستم ستاره‌ای دیگر را فراهم می‌کند و بینش‌های ارزشمندی در مورد تشکیل سیارات و ترکیب ماده بین‌ستاره‌ای ارائه می‌دهد. با این حال، ویژگی‌های ذاتی دنباله‌دارهای بین‌ستاره‌ای، به ویژه سرعت‌های بالای خورشیدمرکز و اغلب کشف دیرهنگام آن‌ها، موانع قابل توجهی را برای طراحان مأموریت ایجاد می‌کند. معماری‌های مأموریت سنتی، که عمدتاً به موشک‌های شیمیایی متکی هستند، برای مطابقت با سرعت‌های مورد نیاز برای مطالعه دقیق و طولانی‌مدت با مشکل مواجه می‌شوند، که یک مأموریت پرواز از کنار را به گزینه‌ای عملی‌تر، البته همچنان چالش‌برانگیز، تبدیل می‌کند.

پیشنهادهای قبلی، از جمله مأموریت جانوس ناسا و رهگیر دنباله‌دار آژانس فضایی اروپا (ESA)، یا حتی تنظیمات برای کاوشگرهای موجود مانند جونو، معمولاً مأموریت‌های انتقال مستقیم را پیش‌بینی می‌کردند که از زمین پرتاب می‌شدند. با این حال، برای 3I/ATLAS، پنجره پرتاب بهینه برای چنین رهگیری‌های مستقیمی تا زمان کشف دنباله‌دار از دست رفته بود. آدام هیبرد، مهندس نرم‌افزار و پژوهشگر در زمینه فضانوردی در i4is و نویسنده اصلی مطالعه جدید، بر این مشکل حیاتی زمان‌بندی تأکید کرد. هیبرد از طریق ایمیل به Universe Today توضیح داد: «برای مأموریت مستقیم، شیء 3I/ATLAS بسیار دیر کشف شد، زمانی که قبلاً در داخل مدار مشتری حرکت کرده بود و با سرعتی بیش از ۶۰ کیلومتر بر ثانیه.» «معلوم شد که این پس از تاریخ پرتاب بهینه برای یک مأموریت مستقیم برای رهگیری آن بود.» او همچنین اشاره کرد که حتی یک فضاپیمای «رهگیر دنباله‌دار» که قبلاً در نقطه L2 خورشید/زمین قرار داشت نیز با مشکلاتی روبرو می‌شد.

با تشخیص این محدودیت‌ها، هیبرد و همکارانش – تی. مارشال یوبانکس، دانشمند ارشد در Space Initiatives Inc.، و آندریاس هاین، دانشیار مهندسی هوافضا در دانشگاه لوکزامبورگ – به طراحی مسیر پیچیده‌تری روی آوردند. راه‌حل آن‌ها بر یک مانور غیرمستقیم خورشیدی اوبرث متمرکز است، تکنیکی که از کشش گرانشی عظیم خورشید برای دستیابی به سرعت‌های فوق‌العاده بهره می‌برد. اصل اساسی شامل نزدیک شدن یک فضاپیما به خورشید، رسیدن به نزدیک‌ترین نقطه آن (حضیض خورشیدی)، و سپس روشن کردن موتورهای آن در این لحظه بهینه است. این «اثر فلاخن»، که به اثر اوبرث معروف است، کارایی رانش را به حداکثر می‌رساند و به کاوشگر اجازه می‌دهد تا افزایش عظیمی در سرعت خورشیدمرکز به دست آورد – سرعتی که برای رسیدن به شیئی که قبلاً به سرعت از منظومه شمسی داخلی دور می‌شود، حیاتی است.

امکان‌سنجی این مانور پیچیده با استفاده از نرم‌افزار بهینه مسیر بین‌سیاره‌ای (OITS) که توسط هیبرد طراحی شده است، ارزیابی شد. این نرم‌افزار سابقه اثبات‌شده‌ای دارد، به‌ویژه در «پروژه لایرا»، یک مطالعه قبلی i4is که مأموریتی را برای رهگیری «اومواموا»، اولین شیء بین‌ستاره‌ای کشف‌شده، بررسی کرد. OITS در بهینه‌سازی مسیرهایی که شامل کمک‌های گرانشی (GAs) و مانورهای اوبرث می‌شوند، برتری دارد، ابزارهای ضروری برای ناوبری در فواصل وسیع و سرعت‌های بالا مرتبط با سفرهای بین‌ستاره‌ای. کمک‌های گرانشی شامل استفاده از گرانش یک سیاره یا ماه برای تغییر سرعت و جهت یک فضاپیما است، در حالی که اوبرث خورشیدی به طور خاص از گرانش خورشید برای ایجاد شتاب چشمگیر بهره می‌برد.

تاریخ پرتاب پیشنهادی سال ۲۰۳۵ برای مأموریت 3I/ATLAS حیاتی است، زیرا با مسیری که برای مؤثر بودن مانور غیرمستقیم خورشیدی اوبرث لازم است، همخوانی دارد. این استراتژی اذعان می‌کند که اشیاء بین‌ستاره‌ای، پس از عبور از حضیض خورشیدی خود، با سرعت‌های فوق‌العاده‌ای عقب‌نشینی می‌کنند، که نیازمند پیگیری با سرعت مشابه است. با بهره‌گیری از اثر اوبرث، این مأموریت با هدف تولید «سرعت عظیم» مورد نیاز برای رهگیری موفقیت‌آمیز و مطالعه 3I/ATLAS، به طور بالقوه پنجره‌ای گذرا اما بی‌ارزش را به منشأ و ترکیب آن فراهم می‌کند. چنین مأموریتی، در صورت تحقق، یک دستاورد تاریخی در اکتشافات فضایی خواهد بود که مرزهای فناوری‌های پیشرانش و ناوبری فعلی را به جلو می‌راند.

چالش‌ها همچنان قابل توجه هستند، به ویژه در مورد سطح آمادگی فناوری (TRL) سیستم‌های پیشرانش مورد نیاز. در حالی که موشک‌های معمولی استاندارد فعلی هستند، مأموریت‌های آینده ممکن است نیازمند پیشرفت در پیشرانش انرژی هدایت‌شده (DEP) یا سایر سیستم‌های با کارایی بالا باشند. با این وجود، پیشنهاد i4is یک مسیر عملی و نوآورانه رو به جلو ارائه می‌دهد که نشان می‌دهد با برنامه‌ریزی استراتژیک و بهینه‌سازی پیشرفته مسیر، بشریت ممکن است هنوز بتواند نگاهی اجمالی به این سرگردانان اسرارآمیز بین‌ستاره‌ای بیندازد. جامعه علمی مشتاقانه منتظر توسعه بیشتر این و مفاهیم مشابه است، زیرا جذابیت گشودن اسرار از سیستم‌های ستاره‌ای دوردست همچنان مرزهای نبوغ انسانی را به جلو می‌راند.

بیشتر در خبرگزاری اخباری بخوانید