В последнее время вокруг межзвёздного гостя 3I/ATLAS было много спекуляций, во многом из-за низкого качества данных, учитывая, что мы наблюдаем его либо с Земли, либо, в некоторых случаях, с Марса. В любом случае он находится гораздо дальше, чем было бы идеально. Но так может быть не всегда — у Европейского космического агентства (ЕКА) в планах миссия, которая потенциально может посетить нового межзвёздного гостя или комету, впервые приближающуюся к внутренней части Солнечной системы. Однако, учитывая ограничения миссии, любой потенциальный объект-цель должен соответствовать ряду условий.
Условия для потенциальной цели
В новой статье, написанной под руководством профессора Колина Снодграсса из Эдинбургского университета и его коллег, обсуждаются эти условия и оценивается вероятность того, что мы найдём подходящего кандидата в разумные сроки после запуска миссии.
Миссия Comet Interceptor (CI)
Миссия Comet Interceptor (CI) от ЕКА относится к классу F-Class, что означает, что она предназначена для быстрой разработки и запуска. Затем она будет находиться на парковочной орбите в точке Лагранжа L2 Земля-Солнце, ожидая подходящей цели — динамически новой кометы (DNC), типа кометы, которая впервые входит во внутреннюю часть Солнечной системы.
В качестве альтернативы, если миссии повезёт, она также сможет наблюдать межзвёздный объект, когда он будет проходить через нашу Солнечную систему на своём пути в один конец, но вероятность этого на разумном расстоянии и в точное время, когда CI ждёт, поразительно низка.
Динамически новые кометы (DNC)
DNC встречаются чаще. В статье отмечается 132 таких кометы с 1898 по 2023 год, хотя у них есть свои особенности. Многие из них чрезвычайно слабые, и их обнаруживают за несколько месяцев или лет до их прибытия во внутреннюю часть Солнечной системы.
Здесь в игру вступает ещё одна новая миссия — «Наследие: исследование космоса и времени» (Legacy Survey of Space and Time, LSST) в обсерватории Веры Рубин. Ожидается, что LSST найдёт гораздо больше DNC, чем когда-либо было замечено ранее, и, надеюсь, даст достаточно времени, чтобы команда миссии CI могла проанализировать потенциального кандидата на предмет его пригодности.
Ограничения миссии
Но даже если LSST найдёт подходящего кандидата, нет гарантии, что комета станет достаточно яркой, чтобы представлять интерес, когда приблизится к Солнцу. Кроме того, нет гарантии, что она не распадётся на части до того, как CI подойдёт достаточно близко для её изучения.
Учитывая, что миссия может выбрать только одну потенциальную цель, эти неизвестные добавляют элемент случайности, который может заставить покраснеть любого заядлого игрока. Поэтому лучше просчитать возможные сценарии, чтобы иметь лучшее представление о том, чего ожидать при фактическом выборе реальной цели.
Анализ исторических комет
Авторы проанализировали исторические кометы с двух разных точек зрения. Сначала они рассмотрели наиболее научно интересные примеры. Ограничения этого подхода включали в себя изучение комет, направляющихся в Солнечную систему, а не обратно, и имеющих яркость 10-й величины, которую авторы использовали как показатель активности.
После отбора у них осталось девять потенциальных кандидатов. Но при дальнейшем рассмотрении оказалось, что ни один из них фактически не достижим с учётом технических ограничений миссии. Большинство из них находились либо слишком далеко от пересечения орбиты Земли, либо требовали слишком много дельта-v для достижения.
Затем они попробовали другой механизм отбора — фильтрацию по осуществимости в первую очередь. На практике это означало, что они выбрали те, которые можно было достичь в пределах бюджета миссии в 1,5 дельта-v, сохраняя при этом требования к активности. Это сузило выбор до трёх комет, все из которых были обнаружены в течение последних 25 лет.
Наиболее интересной была комета C/2001 Q4 (NEAT), которая была обнаружена в 2001 году, примерно за 2,5 года до того, как достигла перигелия. У неё был хороший уровень активности, и её можно было достичь в пределах бюджета в 1,5 км/с дельта-v. Единственная проблема заключалась в относительно высокой скорости пролёта — 57 км/с, что означало, что зонды, которые CI выпустила бы для изучения комы, могли быть повреждены, и у миссии было бы мало времени для сбора ценных данных.
Реально вероятность найти идеального кандидата в 2–3-летний период миссии CI невелика. Поэтому операторам миссии, скорее всего, придётся найти того, кто «достаточно хорош», и собрать о нём все возможные данные. Это неотъемлемое ограничение таких миссий, где конечная цель не известна до тех пор, пока миссия не будет спроектирована и запущена.
Но, если повезёт, CI сможет найти подходящего кандидата, скорее всего, с помощью LSST, когда она запустится в 2029 году. Возможно, если повезёт, она даже обнаружит межзвёздного гостя для рандеву — если это произойдёт, я поставлю на то, что этот конкретный межзвёздный объект будет назван Рамой.