Межзвёздный объект 3I/ATLAS — третий подтверждённый космический гость из-за пределов нашей Солнечной системы — стал не только объектом активных наблюдений, но и предметом научных проработок возможной миссии к нему. Новая концепция, недавно опубликованная в журнале Journal of the British Interplanetary Society (JBIS), анализирует возможности запуска космического аппарата, который смог бы догнать и приблизиться к 3I/ATLAS после его прохождения через внутреннюю Солнечную систему.
Что такое 3I/ATLAS и почему он привлекает внимание
Комета 3I/ATLAS была открыта 1 июля 2025 года системой ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) в Чили. Она движется по гиперболической орбите и не связана гравитационно с Солнечной системой, что подтверждает её межзвёздное происхождение.
3I/ATLAS прошёл перигелий — ближайшую точку к Солнцу — около 30 октября 2025 года и затем продолжил удаляться, постепенно выходя за пределы наблюдаемого пространства. Его скорость превышает 60 км/с, что делает задачу ловли этого объекта чрезвычайно сложной.
Основные трудности перехвата
Традиционные методы межпланетных миссий затрудняют перехват такого тела по нескольким причинам:
- Позднее обнаружение: 3I/ATLAS был обнаружен уже после того, как пересёк орбиту Юпитера и прошёл оптимальную точку для запуска прямой миссии.
- Высокая скорость: объект движется слишком быстро, чтобы обычный аппарат мог просто «догнать» его с помощью классического двигателя.
- Требования к энергии: чтобы догнать объект, необходимо существенно увеличить скорость космического аппарата — это требует больших затрат топлива и идеи новых траекторий.
Из-за этих причин прямой межпланетный перехват с момента обнаружения оказался практически невозможным, если полагаться на стандартные подвижные ракеты и внутренние двигатели корабля.
Обходной путь: гравитационный манёвр и эффект Оберта
Авторы новой концепции предлагают использовать оптимизированные межпланетные траектории с применением двух ключевых приёмов:
1. Гравитационный «разгон» вокруг Солнца (Solar Oberth)
Основная идея заключается в том, что корабль должен опустить перигелий своей орбиты очень близко к Солнцу, где солнечная гравитация и скорость движения могут быть использованы для достижения экстремальных скоростей. На этом этапе активируется Oberth-манёвр — включение основного двигателя в момент наибольшей скорости возле Солнца. Это позволяет намного эффективнее увеличить общую скорость корабля по сравнению с включением двигателей в любой другой точке траектории.
2. Гравитационные «перехваты» у планет
Перед близким прохождением у Солнца предлагается выполнить последовательные гравитационные манёвры у крупных тел, таких как Юпитер. Это позволяет космическому аппарату получить дополнительный импульс скорости без затрат топлива, используя лишь гравитацию планеты-«разгонщика» в свою пользу.
Такие траектории моделируются с помощью специализированного программного обеспечения — Optimum Interplanetary Trajectory Software (OITS). Этот инструмент уже использовался для расчётов миссий, в том числе для ранее прорабатывавшегося проекта Project Lyra (перехват первого межзвездного объекта 1I/Óumuamua).
Когда можно запустить такую миссию
По моделям симуляций, оптимальный период для запуска перехватного зонда — около 2035 года. Это связано с тем, что в этот момент положение Земли, Юпитера и Солнца будет наиболее благоприятным для использования серии гравитационных манёвров и Oberth-эффекта с целью достижения расстояния и скорости, необходимых для встречи с 3I/ATLAS.
Однако пилотируемая миссия такого типа может занять десятки лет, прежде чем корабль догонит межзвёздную комету. В расчетах была получена примерная оценка порядка 50 лет полёта до перехвата цели после запуска.
Научный смысл такой миссии
Планетарные учёные подчёркивают, что межзвёздные объекты, такие как 3I/ATLAS, представляют собой природные образцы материала из других звёздных систем. Исследование их напрямую с близкого расстояния позволяет:
- сравнить химический и изотопный состав вещества с материалом Солнечной системы;
- получить данные о процессах формирования планетных тел в далёких мирах;
- лучше понять разнообразие условий, в которых формируются кометы в других частях галактики.
Такие данные крайне ценны, поскольку они позволяют учёным заглянуть в недоступные для обычных телескопов детали происхождения и эволюции межзвёздных тел.
Текущее состояние
На сегодняшний день проект перехвата 3I/ATLAS остаётся концептуальным. Никакие государственные или международные космические агентства пока не объявляли о финансировании подобной миссии, и конкретных предварительных контрактов на такую программу также нет. Тем не менее работа с траекториями и моделями позволяет научному сообществу подготовиться к возможной миссии, которая может стать первой в истории человечества попыткой изучить межзвёздный объект не только дистанционно, но и с близкого расстояния.
Краткие факты о 3I/ATLAS и перехвате
- 3I/ATLAS — третий зарегистрированный межзвёздный объект, вошедший в Солнечную систему, движется по гиперболической траектории.
- Комета уже прошла свой ближайший к Солнцу перигелий и вылетает из системы.
- Прямая миссия с тем чтобы догнать объект при обнаружении в 2025 году невозможна из-за высоких скоростей и позднего обнаружения.
- Новая концепция предполагает использование гравитационных манёвров и эффекта Оберта для разгона аппарата до требуемой скорости.
- Запуск оптимальной миссии может быть возможен около 2035 года с длительностью полёта до ~50 лет до встречи с объектом.
Такой подход открывает реальные, пусть и отдалённые во времени, перспективы изучения межзвёздных тел вблизи — с научной точки зрения это может стать одним из самых значимых шагов в освоении космоса за пределами Солнечной системы.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
