علماء يقترحون استراتيجية جديدة جريئة لاعتراض المذنب النجمي المراوغ 3I/ATLAS

الشرق الأوسط - وكالة أنباء إخباري

علماء يقترحون استراتيجية جديدة جريئة لاعتراض المذنب النجمي المراوغ 3I/ATLAS

في تطور رائد لاستكشاف الفضاء بين النجوم، كشف فريق من الباحثين من مبادرة دراسات الفضاء بين النجوم (i4is) عن خطة مبتكرة لاعتراض المذنب 3I/ATLAS، وهو ثالث جسم بين نجمي (ISO) يتم اكتشافه على الإطلاق. يقدم اقتراحهم، المفصل في ورقة بحثية حديثة قُبلت للنشر في مجلة الجمعية الكوكبية البريطانية (JBIS)، مناورة أوبرث الشمسية غير المباشرة لمهمة من المقرر إطلاقها في عام 2035، مما يوفر حلاً محتملاً للتحديات الهائلة التي يفرضها الاكتشاف المتأخر للمذنب وسرعته المذهلة. يمكن أن يفتح هذا النهج المبتكر فرصًا غير مسبوقة لدراسة المواد من خارج نظامنا الشمسي عن كثب، شريطة اتخاذ إجراءات سريعة للاستفادة من هذه النافذة الضيقة من الفرص.

أثار وصول المذنب 3I/ATLAS إلى نظامنا الشمسي اهتمامًا علميًا هائلاً، مما أدى إلى ظهور مقترحات متعددة لبعثات الالتقاء به بهدف دراسة هذا الزائر السماوي. بصفته جسمًا بين نجمي، يمثل المذنب 3I/ATLAS فرصة فريدة لتحليل المواد البكر من نظام نجمي آخر، مما يوفر رؤى لا تقدر بثمن حول تكوين الكواكب وتكوين المادة بين النجوم. ومع ذلك، فإن الخصائص المتأصلة للمذنبات بين النجوم، لا سيما سرعاتها الهليومركزية العالية واكتشافها المتأخر غالبًا، تمثل عقبات كبيرة لمصممي المهام. تكافح هياكل المهام التقليدية، التي تعتمد بشكل كبير على الصواريخ الكيميائية، لمطابقة السرعات المطلوبة لدراسة طويلة الأمد عن كثب، مما يجعل مهمة التحليق هي الخيار الأكثر جدوى، وإن كان لا يزال يمثل تحديًا.

تصورت المقترحات السابقة، بما في ذلك مهمة يانوس التابعة لناسا ومهمة اعتراض المذنبات التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، أو حتى التعديلات على المسابر الموجودة مثل جونو، عادةً مهام نقل مباشرة تُطلق من الأرض. ومع ذلك، بالنسبة للمذنب 3I/ATLAS، كانت نافذة الإطلاق المثلى لمثل هذه الاعتراضات المباشرة قد فات أوانها بحلول وقت اكتشاف المذنب. أكد آدم هيبرد، مهندس البرمجيات والبحوث في الملاحة الفضائية في i4is والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة، على هذه المشكلة الحرجة المتعلقة بالتوقيت. أوضح هيبرد لمجلة Universe Today عبر البريد الإلكتروني: "بالنسبة للمهمة المباشرة، تم اكتشاف الجسم 3I/ATLAS متأخرًا جدًا، عندما كان قد سافر بالفعل داخل مدار كوكب المشتري، وبسرعة تتجاوز 60 كم/ثانية". وأضاف: "اتضح أن هذا كان بعد تاريخ الإطلاق الأمثل لمهمة مباشرة لاعتراضه". وأشار كذلك إلى أن حتى مركبة فضائية "لاعترض المذنبات" كانت موجودة بالفعل عند نقطة لاغرانج L2 بين الشمس والأرض كانت ستواجه صعوبات.

إدراكًا لهذه القيود، تحول هيبرد وزملاؤه - تي. مارشال يوبانكس، كبير العلماء في Space Initiatives Inc.، وأندرياس هاين، الأستاذ المساعد في هندسة الطيران والفضاء في جامعة لوكسمبورغ - إلى تصميم مسار أكثر تعقيدًا. يرتكز حلهم على مناورة أوبرث الشمسية غير المباشرة، وهي تقنية تستفيد من الجاذبية الهائلة للشمس لتحقيق سرعات استثنائية. يتضمن المبدأ الأساسي اقتراب مركبة فضائية من الشمس، والوصول إلى أقرب نقطة لها (الحضيض الشمسي)، ثم إطلاق محركاتها في هذه اللحظة المثلى. هذا "تأثير المقلاع"، المعروف باسم تأثير أوبرث، يزيد من كفاءة الدفع، مما يسمح للمسبار باكتساب دفعة هائلة في السرعة الهليومركزية - وهي سرعة حاسمة للقبض على جسم يتراجع بالفعل بسرعة من النظام الشمسي الداخلي.

تم تقييم جدوى هذه المناورة المعقدة باستخدام برنامج هيبرد المصمم ذاتيًا لتحسين المسارات بين الكواكب (OITS). يتمتع هذا البرنامج بسجل حافل، لا سيما في "مشروع ليرا"، وهي دراسة سابقة لـ i4is استكشفت مهمة لاعتراض "أومواموا"، أول جسم بين نجمي يتم اكتشافه على الإطلاق. يتفوق OITS في تحسين المسارات التي تتضمن المساعدات الجاذبية (GAs) ومناورات أوبرث، وهي أدوات أساسية للتنقل في المسافات الشاسعة والسرعات العالية المرتبطة بالسفر بين النجوم. تتضمن المساعدات الجاذبية استخدام جاذبية كوكب أو قمر لتغيير سرعة واتجاه المركبة الفضائية، بينما تستغل مناورة أوبرث الشمسية جاذبية الشمس على وجه التحديد لإحداث تسارع كبير.

يعد تاريخ الإطلاق المقترح في عام 2035 لمهمة 3I/ATLAS حاسمًا، لأنه يتوافق مع المسار المطلوب لتكون مناورة أوبرث الشمسية غير المباشرة فعالة. تقر هذه الاستراتيجية بأن الأجسام بين النجوم، بمجرد تجاوزها للحضيض الشمسي، تتراجع بسرعات هائلة، مما يستلزم مطاردة سريعة بنفس القدر. من خلال تسخير تأثير أوبرث، تهدف المهمة إلى توليد "السرعة الهائلة" المطلوبة لاعتراض ودراسة المذنب 3I/ATLAS بنجاح، مما يوفر نافذة عابرة ولكنها لا تقدر بثمن على أصوله وتكوينه. ستشكل هذه المهمة، إذا تحققت، إنجازًا تاريخيًا في استكشاف الفضاء، دافعة بحدود تقنيات الدفع والملاحة الحالية.

لا تزال التحديات كبيرة، لا سيما فيما يتعلق بمستوى الجاهزية التكنولوجية (TRL) لأنظمة الدفع المطلوبة. بينما تعد الصواريخ التقليدية هي المعيار الحالي، قد تتطلب المهام المستقبلية تقدمًا في الدفع بالطاقة الموجهة (DEP) أو أنظمة أخرى عالية الكفاءة. ومع ذلك، يقدم اقتراح i4is مسارًا قابلاً للتطبيق ومبتكرًا للمضي قدمًا، مما يدل على أنه بالتخطيط الاستراتيجي وتحسين المسار المتقدم، قد تتمكن البشرية من إلقاء نظرة على هؤلاء المتجولين الغامضين بين النجوم. يترقب المجتمع العلمي بفارغ الصبر المزيد من تطوير هذا المفهوم والمفاهيم المماثلة، حيث يستمر جاذبية كشف الأسرار من أنظمة النجوم البعيدة في دفع حدود براعة الإنسان.

اقرأ المزيد على وكالة أنباء إخباري