Открытие объекта 3I/ATLAS стало третьим подтверждённым случаем пролёта межзвёздного тела через Солнечную систему. В отличие от 1I/Оумуамуа и 2I/Borisov, этот объект был обнаружен уже после прохождения перигелия и сейчас стремительно удаляется от Солнца со скоростью более 60 км/с. Это делает любую космическую миссию к нему исключительно сложной задачей.
Новое исследование рассматривает, существует ли вообще реалистичный способ догнать 3I/ATLAS, используя только проверенные, химические ракетные технологии.
Почему прямой полёт невозможен
Прямая миссия к 3I/ATLAS оказалась недостижимой сразу по нескольким причинам:
- орбита объекта ретроградная;
- гиперболическая скорость слишком велика;
- оптимальное окно запуска прошло ещё до его открытия.
Кроме того, сближение с выравниванием скоростей (полноценное «рандеву») исключено — возможен лишь быстрый пролёт на большой относительной скорости.
Манёвр Оберта у Солнца
Один из немногих оставшихся вариантов — солнечный манёвр Оберта. Его суть в том, чтобы выполнить мощный ракетный импульс вблизи Солнца, где эффект от ускорения максимален.
В предложенной схеме аппарат:
- стартует с Земли;
- использует гравитационный манёвр у Юпитера;
- резко сближается с Солнцем;
- выполняет ускорение на расстоянии всего 3,2 радиуса Солнца;
- устремляется вслед за 3I/ATLAS.
Юпитер в этой схеме играет ключевую роль — он помогает «погасить» орбитальную скорость Земли, без чего достижение столь малого перигелия было бы практически невозможно.
Лучшее время для старта
Авторы проанализировали окна запусков с 2031 по 2037 год. Лучшим оказался 2035 год — он требует минимального импульса при солнечном манёвре и даёт приемлемую стартовую энергию.
Даже в оптимальном случае ускорение вблизи Солнца должно составить около 8,4 км/с, что является крайне высоким значением для химических двигателей.
Сколько лет лететь
Даже при идеальных условиях миссия получится очень долгой:
- минимально возможное время перехвата — 35 лет;
- более реалистичный диапазон — 40–50 лет.
Попытки сократить полёт до 20–30 лет требуют настолько больших скоростей, что миссия становится технически невыполнимой.
Реальна ли такая миссия
Исследование показывает, что доставка полезной нагрузки в принципе возможна. Используя несколько твёрдотопливных разгонных ступеней и полностью заправленный Starship Block 3 на околоземной орбите, можно отправить аппарат массой до 500 кг — сравнимо с миссией New Horizons.
Однако есть серьёзные ограничения:
- необходим массивный тепловой экран из-за экстремального солнечного излучения;
- высокая чувствительность траектории к ошибкам импульса;
- чрезвычайно долгий срок ожидания научных результатов.
Стоит ли игра свеч
С научной точки зрения 3I/ATLAS уже активно изучается телескопами, и его природа гораздо лучше понятна, чем у Оумуамуа. Тем не менее близкий пролёт позволил бы получить данные, недоступные дистанционным наблюдениям, и окончательно ответить на вопросы о составе и происхождении межзвёздных комет.
Миссия к 3I/ATLAS с использованием солнечного манёвра Оберта — крайне сложная, но физически возможная. Она требует точного выбора года запуска, экстремальных условий полёта и готовности ждать десятилетиями. Этот проект показывает пределы современных химических технологий и одновременно подчёркивает, насколько ценными могут быть редкие межзвёздные гости для науки о происхождении планетных систем.
Источники:
Статья создана по материалам работы на arXiv.org
