Европейское космическое агентство планирует миссию по перехвату кометы
В 2029 году Европейское космическое агентство (ЕКА) планирует запустить миссию Comet Interceptor. Аппарат будет ожидать появления долгопериодической кометы во внутренней Солнечной системе, после чего отправится на встречу с ней. Эти объекты являются древними и первозданными, они несут материал, в значительной степени не изменённый временем, который содержит подсказки о том, как формировалась Солнечная система.
Исследование межзвёздных объектов
В новой статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv, показано, как Comet Interceptor можно использовать для встречи с межзвёздным объектом (МЗО), таким как комета 3l/ATLAS. Статья называется «Перехват межзвёздных объектов» и была представлена в рамках программы определения приоритетов UK Space Frontiers 2035. Ведущий автор — Колин Снодграсс из Института астрономии Эдинбургского университета.
История космических миссий к кометам
Первая попытка посетить комету с помощью космического аппарата была предпринята в сентябре 1985 года, когда NASA International Cometary Explorer (ICE) прошёл через хвост кометы Джакобини-Циннера. У аппарата не было камер, поэтому фотографий нет. Другие миссии последовали, включая миссию к комете Галлея в 1985 году. В 1999 году миссия NASA Stardust стала первой, кто вернул образцы с кометы, доставив зёрна пыли на Землю в 2006 году. Затем была миссия NASA Deep Impact к комете Темпель 1 и миссия ЕКА Rosetta к 67P/Чурюмова-Герасименко.
Особенности миссии Comet Interceptor
Миссия ЕКА Comet Interceptor отличается от всех предыдущих тем, что будет запущена до того, как будет известна её цель, и будет припаркован в космосе в ожидании. Эта архитектура миссии делает её подходящей для посещения МЗО, поскольку для подготовки к встрече с этими объектами требуется очень мало времени. Они появляются во внутренней Солнечной системе без особого предупреждения и быстро покидают её.
«Comet Interceptor будет ждать в космосе, пока не будет обнаружена подходящая долгопериодическая комета, что позволит быстро выполнить быстрый пролёт объекта, который будет находиться во внутренней Солнечной системе всего несколько лет; усовершенствованная версия этой концепции может реально обеспечить первое исследование на месте пришельца из другой звёздной системы», — пишут авторы.
Изучение экзопланет и межзвёздных комет
Изучение экзопланет показало нам, что в некотором смысле наша Солнечная система является исключением. Наиболее распространённый тип экзопланеты, субнептуны, в нашей Солнечной системе не представлен. Другие системы содержат массивные газовые гиганты, называемые горячими юпитерами, которые вращаются очень близко к своим звёздам, в то время как наш Юпитер находится гораздо дальше. Ответы на вопрос, почему наша система так отличается, могут быть в МЗО.
«Следующим шагом после детального исследования относительно нетронутого остатка из протопланетного диска нашей Солнечной системы будет сравнение его с телом, сформировавшимся в другом месте, для изучения общих черт и различий между процессами формирования планет в разных местах и в разное время в галактике», — пишут авторы.
Кометы и астероиды как остатки процесса формирования планет
Кометы и астероиды — это остатки процесса формирования планет. Они представляют собой остатки строительных блоков, которые не нашли себе места на планетах. Они содержат подсказки о состоянии Солнечной системы в молодости.
Кометы особенно хороши в качестве резервуаров этого древнего материала, потому что большую часть времени они проводят на большом расстоянии от своей звезды. Их содержимое сохраняется в условиях холода вдали от звезды. Это побудило к созданию таких миссий, как Rosetta и Deep Impact. Визит к межзвёздной комете может открыть дверь к новому пониманию формирования планет в другой солнечной системе.
«МЗО предоставляют уникальную возможность изучить строительные блоки других планетных систем», — объясняют авторы.
Будущее миссий к межзвёздным кометам
Учёные считают, что во время процесса формирования планет в Солнечной системе большое количество ледяных тел выбрасывается из системы. Формирование планет — это неупорядоченный процесс, и планеты могут мигрировать ближе к звезде или дальше от неё, пока всё не стабилизируется. Эти миграции могут отправить ледяные тела по траекториям, которые унесут их из родной системы. Это может быть источником межзвёздных комет, таких как 2I/Borisov и 3I/ATLAS.
Галактика может быть усеяна межзвёздными кометами, и мы просто не могли их обнаружить до недавнего времени. «Их свойства могут дать подсказки о том, как формировались планеты в других местах, точно так же, как кометы записывают этот процесс в нашей Солнечной системе, а модели предполагают, что состав МЗО должен варьироваться в зависимости от региона-источника в галактике», — объясняют авторы.
Были предложения о миссиях по преследованию известных МЗО, но авторы считают их непрактичными. Они включают в себя непроверенные манёвры и системы двигателей. Также неясно, как эти предложенные миссии будут работать, если они достигнут своих целей, и как они будут связываться с Землёй, поскольку они будут находиться на расстоянии 100 а. е. или более от Земли, когда достигнут своей цели.
Для авторов решение очевидно. Любая реалистичная попытка встречи с межзвёздной кометой потребует наличия миссии, ожидающей в космосе, подобно миссии ЕКА Comet Interceptor (CI).
«Реалистичная миссия МЗО должна будет встретиться со своей целью в течение короткого времени, пока она находится во внутренней Солнечной системе, что подразумевает наличие космического корабля, готового к моменту обнаружения МЗО», — пишут они.
Заключение
Миссия ЕКА CI разработана так, чтобы быть относительно недорогой и запускаться вместе с другой, более крупной полезной нагрузкой. Это может сработать и для межзвёздной кометы, но остаётся нерешённым вопрос об оснащении. Но миссия по исследованию межзвёздной кометы будет иметь практически тот же полезный груз, что и миссия CI.
«Способный полезный груз для дистанционного зондирования также имеет важное значение: разрешённое изображение позволит выявить основную структуру и геоморфологию ядра, включая доказательства наличия или отсутствия кратеров, слоёв и/или существенной обработки поверхности кометной активностью, все из которых имеют решающее значение для понимания среды рождения МЗО вокруг другой звезды», — объясняют авторы.
Существует один нюанс. «Что касается полезной нагрузки, то из-за необычного нейтрального состава, который может значительно отличаться от других комет Солнечной системы, нейтральный масс-спектрометр является важнейшим инструментом», — пишут исследователи.
Есть небольшая вероятность того, что CI, запущенный в 2029 году, может быть использован для посещения межзвёздной кометы. Но обнаружение объекта и его приближение должны быть точно рассчитаны. Авторы говорят, что это крайне маловероятно. Они также говорят, что миссия CI с низкими затратами может стать основой для миссии к межзвёздной комете.
«Существует большой научный и общественный интерес к миссии МЗО, и мы считаем, что CI может выступить в качестве доказательства концепции подхода «ожидания в космосе» для такой миссии, одновременно достигая собственных целей по исследованию Солнечной системы», — объясняют авторы.
Любая задержка в космической миссии к межзвёздной комете почти наверняка будет ждать, пока учёные лучше поймут популяцию. Обсерватория Веры Рубин и её исследование наследия космоса и времени готова начать работу, и, по прогнозам, она обнаружит не менее 10 МЗО. Их число может быть намного выше; никто точно не знает.
Данные обсерватории «… наложат строгие ограничения на истинный размер популяции и, следовательно, на вероятное время ожидания, чтобы найти достижимый объект; это необходимый шаг для того, чтобы сделать убедительный аргумент в пользу миссии», — пишут авторы.
Авторы говорят, что миссия к межзвёздной комете должна быть в приоритете, и с ними трудно поспорить. Подумайте, что можно узнать.
Маловероятно, что человечество когда-либо посетит другую солнечную систему, хотя никто не может сказать наверняка. Наша единственная надежда приблизиться к чему-либо за пределами нашей системы и собрать образцы может быть связана с миссией типа CI.
Изучение комет в нашей Солнечной системе принесло несколько сюрпризов. Rosetta обнаружила аминокислоту глицин на комете 67P/Чурюмова-Герасименко. Также были обнаружены другие сложные органические молекулы и фосфор, ключевой компонент ДНК. Эти результаты намекают на то, как ингредиенты для жизни могут быть широко распространены, и что жизнь может быть готова зародиться на любом подходящем для этого мире.
Что, если мы обнаружим аминокислоты и другие строительные блоки жизни на комете из другой солнечной системы? Это заманчивая идея, которая расширит наше представление о жизни в других частях Млечного Пути. Если авторы правы, возможность обнаружить их на межзвёздной комете может быть не за горами.