Опубликовано предложение организации космической миссии с целью перехвата и изучения межзвездного объекта, который рано или поздно пройдет через Солнечную систему.
На сегодняшний день известны три таких объекта, один из которых упал в Тихом океане. Однако создание новых и совершенствование уже существующих систем наблюдения за космическим пространством позволит в обозримом будущем фиксировать гораздо больше межзвездных «гостей».
Если гора не идет к Магомету…
Пока у нас нет возможности посетить другие звездные системы, поэтому миссия по перехвату и дальнейшему сопровождению межзвездного объекта, пролетающего через нашу Солнечную систему, может стать лучшим шансом узнать, что находится и происходит за ее пределами.
Мы знаем, что время от времени гравитационные силы газовых гигантов «выбрасывают» астероиды и кометы из Солнечной системы, отправляя их в межзвездное пространство. Моделирование предполагает, что около четырех миллиардов лет назад был период, когда гравитационные силы Сатурна и Юпитера объединились, чтобы «вышвырнуть» миллионы объектов пояса Койпера за пределы Солнечной системы.
Скорее всего, нечто похожее происходит и в других планетных системах, а значит Млечный Путь наполнен ледяными странниками, некоторые из которых случайным образом подбираются достаточно близко к нашему Солнцу.
Если не считать объект, рухнувший в Тихий океан, то нам известны два межзвездных гостя, которые были замечены проходящими через нашу Солнечную систему, прежде чем ее покинуть: комета 2I/Borisov и нечто под названием Оумуамуа.
Объект 2I/Borisov был практически неотличим от наших местных комет, но его происхождение выдала необычная орбита и высокая концентрация углекислого газа. Межзвездный странник Оумуамуа, с другой стороны, представляет собой нечто иное, совершенно непохожее на что-либо известное в Солнечной системе. Вероятно, Оумуамуа будет вызывать восхищение и удивление на протяжении многих столетий.
Охота на межзвездный объект
Ученые хотят иметь возможность ближе познакомиться со следующим посетителем Солнечной системы — и, скорее всего, со всеми остальными после этого. По этой причине было опубликовано обоснование преимуществ отправки космического аппарата для перехвата межзвездного объекта, а также практические аспекты такого мероприятия. Теперь NASA должно решить, стоит ли делать эту идею приоритетной и запрашивать у Конгресса дополнительное финансирование. Не исключено, что за концепцию ухватится какая-нибудь другая страна (Китай, например), которая сможет реализовать задуманное в кратчайшие сроки.
Оумуамуа был открыт в 2017 году, а с момента обнаружения 2I/Borisov прошло всего пять лет. Вряд ли нам придется долго ждать, чтобы найти другие возможности для встречи с межзвездными посетителями Солнечной системы. Ожидается, что обсерватория имени Веры Рубин, начало работы которой запланировано на 2025 год, позволит нам найти миллионы объектов за пределами Солнечной системы, некоторые из которых посетят нас.
Неясно, сколько межзвездных объектов, которые посетят нас, будет обнаружено таким образом, но они почти наверняка будут. Алан Штерн, планетолог из Юго-западного исследовательского института (SwRI) и соавторы концепции по перехвату межзвездного объекта, исследовали вероятность того, что в достаточно скором будущем такой объект подойдет достаточно близко, чтобы космический аппарат мог догнать его и изучить с близкого расстояния.
Будучи главным исследователем миссии NASA «Новые горизонты», Штерн имеет больше опыта, чем кто-либо другой, когда дело доходит до нацеливания зонда на далекие ледяные объекты.
Любой межзвездный объект должен двигаться с огромной скоростью, иначе он застрянет в гравитационном колодце Солнца. Тем не менее Штерн и его коллеги считают, что, скорее всего, значительная часть таких объектов сблизится с Солнцем достаточно сильно, что приведет к ощутимому снижению их скорости. Этого замедления будет достаточно, чтобы космический аппарат догнал объект и «сел ему на хвост». Важно отметить, что в исследовании фигурируют технологии, которыми мы располагаем уже сегодня.
Следовательно, чтобы осуществить задуманное, у нас всегда должна быть готова ракета-носитель, способная экстренно запустить аппарат-перехватчик. Либо такой аппарат должен быть отправлен в космос заранее. Моделируя вероятный диапазон скоростей, авторы концепции прогнозируют, что вероятное время, которое межзвездный объект проведет в радиусе 10 а.е. (1,5 миллиарда километров от Солнца, что аналогично орбите Сатурна), составит 770 дней, поэтому терять время нельзя.
Один из двух путей
Как ни странно, запуск с Земли позволил бы нам перехватить большую часть межзвездных объектов, но только если мы сможем подготовить корабль к отправке в космос в течение 30 дней с момента обнаружения. Исследователи описывают это как «нереально короткий период», поскольку для этого потребуется «держать ракету-носитель планетарного класса готовой на протяжении нескольких лет, пока не будет найдена подходящая цель».
Вместо этого, лучший вариант – отправить космический аппарат в точку Лагранжа L1, где он будет покорно дожидаться команды начать преследование подходящей цели. Собственные системы аппарата позволят ему разогнаться до трех километров в секунду (10 800 километров в час), что даже больше, чем была скорость у зонда NASA «Кассини» (2,1 километра в секунду). Поэтому считается, что если аппарат-перехватчик не будет перегружен слишком большим количеством инструментов, то он справится с поставленной задачей.
Идея догнать межзвездный объект уже рассматривалась и раньше, но эта работа более подробна. Она не только учитывает практичность изучения межзвездного объекта с близкого расстояния, но также рассматривает наиболее подходящие инструменты для такой работы. На зонд, например, может быть установлен масс-спектрометр, который замедлит миссию, но при этом полностью оправдает ее научную ценность. Другие инструменты, доказавшие свою полезность в ходе миссий по изучению Солнечной системы, не подойдут для преследования маленькой межзвездной цели.
В целом, подготовка такого космического аппарата и вывод его в точку Лагранжа L1 обойдется менее чем в миллиард долларов, заключают авторы идеи. Это ставит его в один ценовой диапазон с такими проектами, как уже запущенные миссии NASA «Люси» и «Психея», а также отложенные миссии на Венеру VERITAS и VenSAR.
