Μηχανικοί από το Initiative για το Interstellar Studies παρουσίασαν μια επαναστατική ιδέα για να κυνηγήσουν το αντικείμενο 3I/ATLAS, τον τρίτο επισκέπτη εκτός του συστήματός μας που εντοπίζεται. Η στρατηγική που κυκλοφόρησε πρόσφατα ξεπερνά τους περιορισμούς της τρέχουσας πρόωσης χρησιμοποιώντας την ηλιακή βαρύτητα ως κύριο μοχλό. Ο στόχος είναι να εκτοξευτεί ένας ανιχνευτής την επόμενη δεκαετία για να μελετήσει το ουράνιο σώμα που ταξιδεύει με μεγάλη ταχύτητα μακριά από το Terra.
Ο στόχος έχει ανάδρομη τροχιά και κινείται με υπερβολική ταχύτητα κοντά στα 60 km/s, χαρακτηριστικά που καθιστούν την άμεση αναχαίτιση ανέφικτη με τους παραδοσιακούς χημικούς πυραύλους. Para Για να παρακάμψει αυτό το φυσικό εμπόδιο, το έργο βασίζεται στην προηγμένη αστροδυναμική, εκμεταλλευόμενη το βαρυτικό πεδίο του αστεριού μας για να δημιουργήσει την επιτάχυνση που απαιτείται για την καταδίωξη.
Οι τροχιακοί υπολογισμοί δείχνουν ότι το ιδανικό παράθυρο εκτόξευσης θα συμβεί το 2035, όταν η πλανητική ευθυγράμμιση ευνοεί την εκτέλεση ελιγμών. Το προγραμματισμένο ταξίδι θα διαρκούσε περίπου 50 χρόνια, φτάνοντας στο αντικείμενο δισεκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά, κάτι που θα απαιτούσε εξοπλισμό ικανό να λειτουργεί για δεκαετίες στο βαθύ διάστημα.
Αντί για απευθείας διαδρομή, το πλοίο θα εκτελούσε σύνθετες βαρυτικές υποβοηθήσεις, χρησιμοποιώντας τα Júpiter και Sol ως κοσμικές σφεντόνες. Η προσέγγιση Essa του επιτρέπει να συσσωρεύει αρκετή κινητική ενέργεια ώστε να ταιριάζει με την ταχύτητα του διαστρικού επισκέπτη, διασφαλίζοντας μια παραγωγική επιστημονική συνάντηση και όχι μια αστραπιαία πτήση.
Μηχανική του ελιγμού Oberth
Η τεχνική λύση που βρήκαν οι ερευνητές βασίζεται στην εφαρμογή του ελιγμού Oberth. Η στρατηγική συνίσταται στην αποστολή του καθετήρα πρώτα προς το Júpiter, όπου η βαρύτητα του γίγαντα αερίου θα χρησιμοποιηθεί για να φρενάρει το πλοίο και να το ανακατευθύνει σε μια ιλιγγιώδη κατάδυση προς το κέντρο του Sistema Solar. Η αρχική απόκλιση Esse είναι απαραίτητη για την ευθυγράμμιση της τροχιάς του διαστημικού σκάφους με το τροχιακό επίπεδο του κομήτη.
Μόλις φτάσουν στο περιήλιο, το σημείο της πλησιέστερης προσέγγισης στο Sol, οι κινητήρες θα ενεργοποιούνταν για να καίνε καύσιμο. Η τροχιακή φυσική υπαγορεύει ότι η πρόωση είναι εκθετικά πιο αποτελεσματική όταν εκτελείται σε υψηλές ταχύτητες μέσα σε ένα φρεάτιο βαθιάς βαρύτητας, με αποτέλεσμα ένα κέρδος τελικής ταχύτητας πολύ μεγαλύτερο από αυτό που επιτυγχάνεται στον κενό χώρο.
Προσομοιώσεις σε υπολογιστή αποδεικνύουν ότι αυτή η ηλιακή “σφεντόνα” θα παρείχε την απαραίτητη επιτάχυνση για να φτάσει στο 3I/ATLAS. Η προβλεπόμενη συνάντηση θα πραγματοποιηθεί το έτος 2085, σε απόσταση 109 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων από το Terra, σε μια περιοχή που βρίσκεται πολύ πέρα από την τροχιά του Plutão και του Cinturão του Kuiper.
Τεχνικές προκλήσεις και χρονοδιάγραμμα
Η ανάλυση σκοπιμότητας επισημαίνει το έτος 2035 ως την πιο αποτελεσματική διαμόρφωση για την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης προωθητικού και της συνολικής διάρκειας της αποστολής. Embora εναλλακτικά παράθυρα μεταξύ 2031 και 2037 έχουν αξιολογηθεί, οι τροχιακές παράμετροι στα μέσα της επόμενης δεκαετίας προσφέρουν την καλύτερη ισορροπία μεταξύ της θέσης των εμπλεκόμενων ουράνιων σωμάτων.
Η ιδέα της αποστολής χρησιμοποιεί συμβατική χημική πρόωση σε συνδυασμό με πολλαπλές βαρυτικές υποβοηθήσεις, χωρίς να βασίζεται σε θεωρητικές τεχνολογίες όπως ηλιακά πανιά ή πυρηνικές μηχανές. Ωστόσο, η εκτέλεση απαιτεί εξαιρετικά στιβαρή θερμική μηχανική, ικανή να προστατεύει το πλοίο κατά τη διάρκεια της κρίσιμης διέλευσης του κοντά στον ηλιακό φούρνο.
Ο εκτιμώμενος χρόνος πτήσης μισού αιώνα θέτει μοναδικές επιχειρησιακές προκλήσεις. Το Seriam απαιτούσε συστήματα ισχύος μεγάλης διάρκειας, πιθανώς βασισμένα σε ραδιοϊσότοπα, και ηλεκτρονικά εξαρτήματα σχεδιασμένα να αντέχουν στο σκληρό περιβάλλον του διαστρικού χώρου για γενιές, συμπεριλαμβανομένης της απαίτησης σχεδιασμού διαδοχής για ομάδες ελέγχου εδάφους.
Επιστημονική σημασία της αποστολής
Το συνεχές ενδιαφέρον για το 3I/ATLAS δικαιολογείται από τη σπάνια ευκαιρία ανάλυσης αρχέγονου υλικού από άλλο σύστημα αστεριών. Το αρχικό Observações ανίχνευσε δραστηριότητα απελευθέρωσης αερίου και σκόνης, διαφοροποιώντας το από καθαρά βραχώδη αντικείμενα και υποδηλώνοντας ότι λειτουργεί ως κοσμική χρονοκάψουλα.
Τα δεδομένα που συλλέγονται από διαστημικά τηλεσκόπια δείχνουν ότι η προέλευση του αντικειμένου μπορεί να είναι σε μια αρχαία περιοχή Via Láctea. Η επί τόπου σύνθεσή του Estudar θα παρείχε πολύτιμες πληροφορίες για τη γαλαξιακή εξέλιξη και το σχηματισμό εξωπλανητών, δεδομένα που δεν μπορούν να ληφθούν μόνο μέσω της εξ αποστάσεως παρατήρησης σωμάτων στο δικό μας σύστημα.
Η επιβεβαίωση της τεχνικής σκοπιμότητας της αναχαίτισης γρήγορων και ανάδρομων αντικειμένων ανοίγει νέες προοπτικές για την εξερεύνηση του διαστήματος. Η μελέτη ενισχύει το ρόλο της προηγμένης τροχιακής μηχανικής ως ουσιαστικού εργαλείου για την επέκταση των συνόρων της ανθρώπινης γνώσης, μετατρέποντας προηγουμένως απρόσιτους προορισμούς σε πιθανούς στόχους για τη μελλοντική επιστήμη.
