16 subscribers

Можно ли догнать межзвездную комету?

Вчера в блоге centauri-dreams.org появилась заметка, посвященная возможности отправить вдогонку межзвездной комете исследовательский аппарат. Заметка основана на препринте "Sending a Spacecraft to Interstellar Comet C/2019 Q4 (Borisov)" (отправка космического аппарата к межзвездной комете C/2019 Q4 (Борисова) опубликованном 13 сентября 2019 на arxiv.org.

Вопрос о возможности отправки космического зонда к такому быстролетящему объекту как межзвездная комета или астероид возник во время пролета через нашу солнечную систему астероида 1I/Оумуамуа.

Изображение объекта 1I/Оумуамуа на фоне Солнечной системы. NASA/ESA/STScI
Изображение объекта 1I/Оумуамуа на фоне Солнечной системы. NASA/ESA/STScI
Изображение объекта 1I/Оумуамуа на фоне Солнечной системы. NASA/ESA/STScI

На данный момент уже совершенно четко известно, что комета Борисова C/2019 Q4 (Борисова) это объект не принадлежащий нашей Солнечной системе, про это свидетельствует эксцентриситет ее орбиты равный 3,7 (тела солнечной системы имеют эксцентриситет не более единицы).

Первая межзвездная комета C/2019 Q4 (Borisov) в центре кадра. Хорошо виден хвост направленный вправо вверх. Фото: Геннадий Борисов
Первая межзвездная комета C/2019 Q4 (Borisov) в центре кадра. Хорошо виден хвост направленный вправо вверх. Фото: Геннадий Борисов
Первая межзвездная комета C/2019 Q4 (Borisov) в центре кадра. Хорошо виден хвост направленный вправо вверх. Фото: Геннадий Борисов

Из-за своего происхождения комета может представлять большой интерес для исследователей. Кроме того, сам факт появления второго межзвездного объекта говорит о том, что подобные события будут повторятся в будущем. Потому группа ученых из некоммерческой организации "Институт межзвездных исследований" при помощи пакета программного обеспечения "Optimum Interplanetary Trajectory Software" (OTIS) провела расчет возможных орбит для отправки гипотетического исследовательского аппарата к комете C/2019 Q4. В статье рассмотрено две траектории: оптимальная, с использованием Falcon Heavy в качестве ракеты-носителя и экстремальная, с использованием разрабатываемой сверхтяжелой ракеты Space Launch System (SLS).

Оптимальная траектория

Перелет по оптимальной траектории относится к неосуществимым вариантам, потому что предполагается запуск космического аппарата в июле 2018 года.

Оптимальная траектория перелета к комете C/2019 Q4. Запуск 13 июля 2018, прибытие 26 октября 2019. Необходимая скорость 5532 м/с. Hibberd, Perakis & Hein
Оптимальная траектория перелета к комете C/2019 Q4. Запуск 13 июля 2018, прибытие 26 октября 2019. Необходимая скорость 5532 м/с. Hibberd, Perakis & Hein
Оптимальная траектория перелета к комете C/2019 Q4. Запуск 13 июля 2018, прибытие 26 октября 2019. Необходимая скорость 5532 м/с. Hibberd, Perakis & Hein

Использование самой мощной существующей ракеты Delta Heavy и выбор правильной даты запуска позволили бы отправить на перехват кометы аппарат массой в две тонны.

Экстремальная траектория

Запуск по экстремальной траектории предполагает запуск зонда в 2030 году, что дает человечеству дополнительных десять лет на разработку исследовательского зонда и сверхтяжелой ракеты SLS.

Экстремальная траектория перелета к комете C/2019 Q4. Запуск 16 января 2030 года, гравитационный маневр у Юпитера 13 ноября 2031 года, гравитационный маневр у Солнца (на расстоянии 3 солнечных радиусов) 22 июля 2032 года, прибытие к комете 21 марта 2045 года. Hibberd, Perakis & Hein
Экстремальная траектория перелета к комете C/2019 Q4. Запуск 16 января 2030 года, гравитационный маневр у Юпитера 13 ноября 2031 года, гравитационный маневр у Солнца (на расстоянии 3 солнечных радиусов) 22 июля 2032 года, прибытие к комете 21 марта 2045 года. Hibberd, Perakis & Hein
Экстремальная траектория перелета к комете C/2019 Q4. Запуск 16 января 2030 года, гравитационный маневр у Юпитера 13 ноября 2031 года, гравитационный маневр у Солнца (на расстоянии 3 солнечных радиусов) 22 июля 2032 года, прибытие к комете 21 марта 2045 года. Hibberd, Perakis & Hein

Экстремальная траектория – это последняя возможность отправить на перехват кометы исследовательский аппарат с использованием самой мощной ракетной техники известной на данный момент. Представление про энергетическую невыгодность такой траектории может сказать тот факт, что для отправки зонда формата Cubesat (весом в три килограмма) понадобится ракета SLS массой в тысячу тонн. Во время полета такой зонд должен будет пережить гравитационный маневр у Юпитера с его мощными радиационным поясами, а потом еще раз выжить во время второго гравитационного маневра на расстоянии трех радиусов от поверхности Солнца.

Все это говорит о важности раннего обнаружения объектов подобных 1I/Оумуамуа и C/2019 Q4 (Борисова) для максимально полного их изучения.