科学家公布拦截星际彗星3I/ATLAS的大胆计划

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科学家公布拦截星际彗星3I/ATLAS的大胆计划：一场与时间赛跑以揭示宇宙秘密

在理解神秘宇宙天体方面迈出大胆一步，星际研究倡议（i4is）的研究人员公布了一项创新计划，旨在拦截星际彗星3I/ATLAS。这个天体，作为迄今为止探测到的第三个星际访客，为天文学家研究来自其他恒星系统的物质提供了宝贵机会，但由于其极高的速度和延迟发现，也带来了巨大的挑战。所提出的策略，涉及2035年发射任务并利用太阳奥伯斯机动，克服了当前的局限性，为近距离研究这个宇宙瞬变天体提供了有希望的途径。

3I/ATLAS抵达我们的太阳系，引发了多项近距离研究它的交会任务提案。作为迄今为止探测到的第三个星际天体（ISO），直接研究所能提供的丰富信息将在许多方面具有突破性。然而，拦截星际彗星的任务架构给任务设计师和规划者带来了众多重大挑战。其中最主要的是所提议推进系统的技术准备水平（TRL），其范围从传统火箭到定向能量推进（DEP）。

到目前为止，任务提案主要集中在从地球发射的化学火箭，如美国宇航局的“雅努斯”任务和欧洲航天局的“彗星拦截器”，或者像“朱诺”探测器那样调整其轨道以与之交会的现有任务。然而，直接方法面临着无法克服的障碍。正如i4is的航空航天软件与研究工程师、该研究的主要作者亚当·希伯德所解释的，彗星3I/ATLAS的延迟探测——在它已经以超过60公里/秒的速度进入木星轨道之后——意味着直接任务的最佳发射窗口已经错过。这一根本性挑战促使研究团队探索非常规解决方案。

i4is团队确定的突破性解决方案是一项在2035年发射的间接任务，它巧妙地利用了太阳奥伯斯机动。这项机动以德国火箭先驱赫尔曼·奥伯斯命名，它利用太阳巨大的引力来显著增加航天器的速度。当航天器接近太阳时，其速度会因引力而自然加速，并在近日点（最接近点）达到最大值。在这个最佳点，航天器会启动其发动机，最大限度地发挥“弹弓效应”，并将其加速到足以拦截像3I/ATLAS这样高速移动的星际天体的巨大速度。

为了制定这项复杂的计划，希伯德使用了他自己设计的“最佳行星际轨道软件”（OITS），这是一个专门用于评估拦截ISO的直接和间接任务可行性的复杂程序。该软件在解决涉及太阳奥伯斯机动的任务方面有着良好的记录，包括此前i4is为“莱拉项目”进行的一项研究，该任务旨在拦截第一个被探测到的ISO“奥陌陌”。策略性地使用引力辅助和/或奥伯斯机动是“莱拉项目”和使用OITS的其他任务成功的关键组成部分。

该团队的论文已被《英国星际学会杂志》（JBIS）接受发表，共同作者包括Space Initiatives Inc.的首席科学家T.马歇尔·尤班克斯和卢森堡大学航空航天工程副教授安德烈亚斯·海因。这种多学科合作强调了此类雄心勃勃的太空事业所需的复杂性和创新性。拟议的任务不仅旨在追上3I/ATLAS，而且旨在进行近距离研究，这可能揭示其组成、结构和起源，为其他恒星系统中行星的形成方式提供宝贵数据。

接触和研究星际天体的能力代表了天文学的范式转变。与依赖远程观测不同，i4is团队提出的拦截任务将为原位分析甚至样本采集提供独特机会，为理解我们共同的宇宙历史开辟新途径。尽管技术挑战依然存在，但这项提案体现了人类在不懈探索宇宙最远角落过程中所展现的聪明才智。

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