Nový koncept kosmické sondy by byl schopen přeletět nad mezihvězdnou kometou a získat tak relevantní informace o vlastnostech těles s původem mimo naši sluneční soustavu.
V rámci projektu SwRI (Southwest Research Institute) byl na základě předchozích detekcí mezihvězdných objektů vypracován návrh mise, vědeckých cílů, užitečného zatížení a klíčových požadavků. Díky nedávnému objevu 3I/ATLAS tým ověřil koncepci mise a zjistil, že 3I/ATLAS mohl být zachycen a pozorován navrhovanou kosmickou sondou.
V roce 2017 se objekt s označením 1I/’Oumuamua stal první mezihvězdnou kometou detekovanou ve sluneční soustavě. Jeho nomenklatura pro identifikaci a pojmenování začíná číslicí 1, protože se jedná o první objevený objekt tohoto druhu, následuje písmeno „I“ jako mezihvězdný a „‚Oumuamua“, což je název objektu, havajské slovo znamenající „posel z dálky, který přilétá jako první“. Po jejím objevu rychle následoval objev druhé mezihvězdné komety ISC 2I/Borisov v roce 2019 a nyní v letošním roce ISC 3I/ATLAS, která se dostala na titulní stránky světových novin tím, že se stala třetím oficiálně uznaným mezihvězdným objektem, který proletěl naší sluneční soustavou.
Vzhledem k tomu, že nová astronomická zařízení, jako je například observatoř Vera Rubin, vyvíjejí nové průzkumy a rozšiřují své možnosti, astronomové očekávají, že v příštím desetiletí objeví mnoho dalších mezihvězdných objektů.
„Tyto nové typy objektů nabízejí lidstvu první reálnou možnost blíže prozkoumat tělesa vzniklá v jiných hvězdných systémech,“ uvedl v prohlášení Dr. Alan Stern, zástupce viceprezidenta SwRI a planetární vědec, který projekt průzkumu vedl. „Průlet ISC (mezihvězdné komety) by mohl poskytnout bezprecedentní informace o složení, struktuře a vlastnostech těchto objektů a významně by rozšířil naše znalosti o procesech vzniku pevných těles v jiných hvězdných systémech,“ dodal.
Vědci odhadují, že každý rok projde oběžnou dráhou Země mnoho mezihvězdných objektů extrasolárního původu a že v daném roce jich projde oběžnou dráhou Neptunu až 10 000. Interní výzkumná studie, kterou vedla společnost SwRI, se zabývala jedinečnými konstrukčními problémy a definovala náklady a požadavky na užitečné zatížení spojené s misí ISC.
Čelní průlet
Koncept mise by mohl být následně navržen NASA. Hyperbolické trajektorie a vysoké rychlosti těchto objektů vylučují jejich oblet pomocí současné technologie, ale studie SwRI prokázala, že průzkumný průlet je proveditelný a cenově dostupný.
„Trajektorie 3I/ATLAS je v dosahu námi navržené mise a vědecká pozorování provedená během takového průletu by byla průlomová,“ řekl Matthew Freeman, vedoucí projektu studie SwRI. „Navrhovaná mise by byla vysokorychlostním frontálním průletem, který by shromáždil množství cenných dat a mohl by také sloužit jako model pro budoucí mise k jiným ISC.
Vědci ze SwRI a jejich externí spolupracovníci na studii stanovili hlavní a komplexní vědecké cíle mise k ISC. Určení fyzikálních vlastností tělesa by poskytlo informace o jeho vzniku a vývoji. Zkoumání složení ISC by mohlo pomoci vysvětlit její původ a interpretovat, jak vývojové síly ovlivnily kometu od jejího vzniku. Dalším cílem je důkladně prozkoumat povahu komy objektu, atmosféry vycházející z jeho centrálního tělesa.
Pro vypracování variant trajektorie mise vyvinula společnost SwRI software, který vytvořil reprezentativní syntetickou populaci ISC a vypočítal minimální energetickou trajektorii ze Země na trajektorii každé komety. Softwarové výpočty ukázaly, že nízkoenergetická trajektorie setkání je možná a v mnoha případech by vyžadovala méně prostředků na start a změnu rychlosti během letu než mnohé jiné mise ve sluneční soustavě.
Dr. Mark Tapley, odborník na orbitální mechaniku ze SwRI, použil tento software k výpočtu trajektorie, po které by se navrhovaná sonda mohla vydat ze Země k setkání s 3I/ATLAS. Zjistil, že mise navržená ve studii SwRI by mohla dosáhnout 3I/ATLAS.
„Nejvíce povzbudivé na výskytu 3I/ATLAS je, že to dále posiluje myšlenku, kterou jsme prezentovali v naší studii o misi ISC,“ řekl Tapley. „Ukazujeme, že k nalezení těchto mezihvězdných komet není třeba nic složitějšího než technologie a výkony startů misí, které NASA již uskutečnila.“
Význam mise
Význam této mise spočívá v jejím potenciálu rozšířit naše znalosti o vesmíru. Mezihvězdné komety jsou jako časové kapsle, které mohou obsahovat stopy o vzniku jiných hvězdných systémů. Jejich studiem bychom mohli získat cenné informace o rozmanitosti materiálů a procesů, které existují mimo naši sluneční soustavu.
Kromě toho by tato mise mohla položit základy pro budoucí mezihvězdný výzkum. Tím, že prokáže, že je možné tyto objekty zachytit a studovat, otevře dveře novým misím, které by nás mohly přivést k ještě většímu poznání vesmíru a našeho místa v něm.
SwRI a její spolupracovníci jsou odhodláni rozvíjet technologie a znalosti potřebné k uskutečnění této mise. S každým novým objevem jsme o krok blíže k odhalení tajemství vesmíru.