Вчені досліджують можливість перехоплення міжзоряного об'єкта 3I/ATLAS

Нещодавнє дослідження науковців з Мічиганського державного університету розглянуло технічну можливість організації космічної місії для перехоплення третього міжзоряного об'єкта 3I/ATLAS, який пролітає через нашу Сонячну систему.

Об'єкт 3I/ATLAS був виявлений 1 липня системою спостереження Asteroid Terrestrial-Impact Last Alert Survey. Це вже третій міжзоряний об'єкт, помічений астрономами після 1I/ʻOumuamua у 2017 році та 2I/Borisov. За даними вчених, 3I/ATLAS є дуже давнім об'єктом, що походить з товстого галактичного диска Чумацького Шляху.

Спостереження через телескоп Gemini North показали, що об'єкт має кометну природу. Наразі його яскравість становить +17 зоряної величини під час проходження через сузір'я Змієносця. Очікується, що до моменту проходження перигелію 29 жовтня на відстані 1,356 астрономічних одиниць від Сонця яскравість об'єкта зросте у сто разів до +12 зоряної величини.

На відміну від 1I/ʻOumuamua, астрономи спостерігають 3I/ATLAS ще на етапі наближення до Сонця. Об'єкт рухається зі швидкістю 58 кілометрів на секунду відносно Сонця, що створює серйозні технічні виклики для потенційної місії перехоплення.

Дослідження під назвою «Технічна можливість прольоту космічного апарата повз третій міжзоряний об'єкт 3I/ATLAS з Землі або Марса» розглядає різні сценарії запуску місії у період з січня 2025 по березень 2026 року. Головний автор роботи Ацухіро Ягінума пояснює важливість такої місії для науки.

«Близький проліт дозволить провести вимірювання, які неможливо здійснити за допомогою наземних телескопів», — зазначає Ягінума. «Наприклад, ми могли б отримати прямий композиційний та ізотопний аналіз льоду, пилу та органічних речовин безпосередньо на місці. Також можна було б отримати зображення ядра високої роздільної здатності та ключову інформацію про його форму, розмір, стан обертання та активні струмені».

Згідно з розрахунками, запуск з Землі потребував би початкової швидкості 24 кілометри на секунду для досягнення оптимальної траєкторії. Для порівняння, космічний апарат Dawn досяг майже такої ж швидкості — 23 кілометри на секунду після запуску. Натомість запуск з Марса потребував би лише зміни швидкості на 5 кілометрів на секунду на початку 2025 року.

Марс розглядається як оптимальна альтернативна точка запуску, оскільки 3I/ATLAS пройде на відстані лише 0,2 астрономічної одиниці (29 мільйонів кілометрів) від Червоної планети 3 жовтня. Найближче проходження повз Землю буде менш сприятливим — на відстані 1,8 астрономічної одиниці 19 грудня.

«Марсіанські орбітальні апарати можуть сфотографувати 3I/ATLAS, і отримання наукових зображень було б дуже корисним для вивчення об'єкта, особливо навколо перигелію, коли ми не можемо спостерігати 3I/ATLAS з Землі», — пояснює Ягінума.

Дослідники також розглянули можливість перепрофілювання існуючих місій. Зокрема, згадується дуо космічних апаратів Joint Advanced Propulsion Institute (Janus) масою 36 кілограмів кожен, які були відкладені через затримки місії Psyche. Ці апарати спочатку призначалися для вивчення астероїдів 1996 Fg3 та 1991 VH.

«Те, що ми показали в роботі, це те, що існує крута вимога до ракетного палива для запуску космічного апарата з Землі до 3I/ATLAS», — зазначає Ягінума. «JANUS — один з готових до запуску космічних апаратів, який мав відвідати подвійні астероїди, але нещодавно був відкладений. JANUS також є невеликим космічним апаратом і відносно легким, тому ми могли б доставити його до 3I/ATLAS, якби рушили раніше».

Іншою згаданою місією є OSIRIS-APEX — перепрофільована місія NASA OSIRIS-REX для прольоту повз астероїд 99 942 Apophis у 2029 році. Цей апарат здійснить гравітаційний маневр біля Землі у вересні 2025 року і зможе провести дальні спостереження 3I/ATLAS за допомогою камер MapCam та PolyCam починаючи з листопада.

Швидкість прольоту понад 60 кілометрів на секунду створила б додаткові труднощі для зйомки під час такої швидкої зустрічі. Для порівняння, космічний апарат New Horizons пролетів повз систему Плутон-Харон зі швидкістю 14 кілометрів на секунду у липні 2015 року.

Майбутні місії можуть зробити такий високошвидкісний проліт реальністю. Запропонована Європейським космічним агентством місія Comet Interceptor класу F розташується в точці Лагранжа L2 системи Сонце-Земля і чекатиме на ціль. У багатоапаратній конфігурації, оптимізованій для багатоточкових спостережень, Comet Interceptor зможе переслідувати нову комету і потенційно навіть наздогнати міжзоряний об'єкт. Запуск Comet Interceptor заплановано на 2029 рік.

Основний висновок дослідження полягає в тому, що чим раніше ми зможемо виявити міжзоряні об'єкти, що наближаються, тим більше варіантів у нас буде і тим менше енергії знадобиться для їх переслідування. З цією метою нове покоління оглядів всього неба, таких як нещодавно введена в експлуатацію обсерваторія Vera C. Rubin, обіцяє виявляти ці космічні об'єкти на ранній стадії.