Co by bylo potřeba k zachycení mezihvězdného návštěvníka, jako je ‘Oumuamua?

Byl zveřejněn návrh mise vyslání kosmické lodi ke studiu budoucího mezihvězdného objektu procházejícího naší sluneční soustavou. Ačkoli byly s jistotou detekovány pouze dva takové objekty, pokroky v sledovacích systémech znamenají, že jejich počet velmi brzy vzroste. Uznáváme, že to bude trvat dlouho, než navštívíme jiné hvězdné systémy, mise doprovázet takový objekt, když opouští naši blízkost, by mohla být naší nejlepší šancí zjistit, jak se naše pole vesmíru liší od všeho mimo.

Gravitační síly větších planet občas vyvrhnou komety a asteroidy ze Sluneční soustavy jako rozmazlené děti, které se zbavují nechtěných hraček. Modelování naznačuje, že existovalo období před téměř 4 miliardami let, kdy se gravitace Jupiteru a Saturnu kombinovala, aby to dělalo mnohem častěji a posílalo miliony objektů z Kuiperova pásu do vesmíru.

Pokud ano, je pravděpodobné, že totéž se děje kolem jiných hvězd a galaxie je plná ledových tuláků, z nichž někteří náhodně procházejí docela blízko našeho Slunce. Známe dva takové objekty, komety ‘Oumuamua a Borisov, které byly spatřeny procházející naší sluneční soustavou před odletem. Borisov se zdál být k nerozeznání od jedné z našich místních komet, kromě její oběžné dráhy a vysoké koncentrace oxidu uhelnatého, ale ‘Oumuamua je zjevně něco jiného. Je pravděpodobné, že ‘Oumuamua bude předmětem fascinace a zázraků po celá staletí.

Astronomové se pak nevyhnutelně chtějí podívat blíže na dalšího návštěvníka – a pravděpodobně na několik dalších. Nyní bylo zveřejněno zdůvodnění výhod vyslání kosmické lodi, aby dostihla takový objekt, a praktické aspekty toho. Nyní je na NASA, aby rozhodla, zda učiní tento nápad prioritou, a na Kongresu, aby jej financoval – pokud se jiný národ nerozhodne vstoupit jako první.

„Oumuamua byla objevena v roce 2017 a je to téměř pět let, co byl objeven Borisov, ale je nepravděpodobné, že budeme muset dlouho čekat, než najdeme další příležitosti k setkání s mezihvězdnými návštěvníky. Očekává se, že observatoř Vera Rubin, jejíž provoz je naplánován na rok 2025, nám umožní najít miliony objektů ve vnější sluneční soustavě, z nichž některé budou návštěvníci odjinud.

Není jasné, kolik mezihvězdných objektů bude tímto způsobem zachyceno, ale téměř jistě nějaké budou. Dr. Alan Stern z Jihozápadního výzkumného institutu a spoluautoři zkoumali pravděpodobnost, že se v přiměřeně blízké budoucnosti člověk přiblíží dostatečně blízko, aby ho vesmírná loď mohla dostihnout a zkoumat zblízka.

Jako hlavní vyšetřovatel mise New Horizons má Stern více zkušeností než téměř kdokoli jiný, pokud jde o nasměrování kosmických lodí na vzdálené koule ledu.

Jakýkoli mezihvězdný objekt se musí pohybovat velkou rychlostí, jinak by byl uvězněn v gravitaci Slunce, což by usnadnilo jeho studium. Nicméně Stern a kolegové ukazují, že lze očekávat, že se značná tůň přiblíží dostatečně pomalu a bude cestovat dostatečně pomalu, aby je mohla zachytit kosmická loď bez technologického pokroku oproti těm, které jsme již vypustili.

Klíčovou potřebou pak bude mít připravenou misi, ať už na Zemi s doprovodnou startovací raketou, nebo ve vesmíru. Při modelování pravděpodobného rozsahu rychlostí autoři předpovídají pravděpodobný čas, který by mezihvězdný objekt strávil v okruhu 10 AU (1,5 miliardy kilometrů Slunce, podobně jako na oběžné dráze Saturnu), 770 dní, takže nebude času nazbyt.

Neintuitivně by nám start na Zemi umožnil zachytit větší část modelovaných cest, ale pouze v případě, že bychom dokázali připravit plavidlo k letu do vesmíru do 30 dnů od zjištění. Autoři to popisují jako „nerealisticky krátké období“, protože by to vyžadovalo „držet nosnou raketu planetární třídy připravenou po několik let, dokud nebude nalezen vhodný cíl“.

Místo toho je nejlepší možností připravit kosmickou loď a uložit ji do L1, takže i jemným zatlačením by došlo k jejímu pádu na nízkou oběžnou dráhu Země za pomoci gravitace, jakmile bude spatřen vhodný cíl. Pokud nebudeme mít štěstí na cíl, bude muset být loď schopna zvýšit svou rychlost prostřednictvím svých vlastních systémů o 3 km za sekundu. To je vyšší, ale srovnatelné s Cassini při 2,1 km/s, a proto je považováno za dosažitelné, pokud nebude přetíženo příliš mnoha přístroji.

Myšlenka dohnat mezihvězdný objekt byla zkoumána již dříve, ale tato práce je daleko podrobnější. Zvažuje nejen praktičnost dostat se dostatečně blízko ke studiu takového objektu, ale také nejvhodnější nástroje pro takovou práci. Jeden silný kandidát, hmotnostní spektrometr, by misi příliš zpomalil na vědeckou hodnotu, kterou by poskytl, uzavírají autoři. Jiné přístroje, které se ukázaly jako užitečné na předchozích cestách do vnější Sluneční soustavy, by se pro takto malý cíl nehodily.

Celkově řečeno, příprava takové kosmické lodi a její umístění na oběžnou dráhu, připravené k vyslání, by stálo méně než miliardu dolarů, uzavírají autoři. To ji řadí do podobné cenové kategorie jako projekty, jako jsou již spuštěné Lucy a Psyche, a zpožděné mise Venuše Veritas a VenSAR.

Příspěvek je otevřený přístup v planetární a vesmírné vědě.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *