Обнаружение межзвездной кометы Борисова (C/2019 Q4 Borisov), безусловно, стало одним из самых ярких астрономических событий 2019 г. Некоторые обсерватории уже провели наблюдения этого объекта, и по мере его приближения к перигелию их количество будет увеличиваться.
Изображение кометы C/2019 Q4 (Борисова), полученное обсерваторией Geminin. Источник: Gemini Observatory/NSF/AURA
Визит кометы заставил многих людей задаться вопросом: обладает ли человечество технической возможностью отправить автоматический аппарат к «межзвездному страннику»? Команда ученых из ассоциации Initiative for Interstellar Studies попыталась ответить на этот вопрос, проведя соответствующие расчеты. Для своего исследования они взяли реально существующие, а также близкие к вводу в эксплуатацию ракеты-носители.
Ученые пришли к выводу, что при условии использования ракеты Falcon Heavy и ее запуска в июле 2018 г. человечество могло бы отправить к комете двухтонный аппарат, который совершил бы пролет вблизи нее в октябре 2019 г., при пересечении ею плоскости эклиптики.
С технической точки зрения описанная схема выглядит вполне реализуемой. Проблема в том, что для организации подобной миссии астрономы должны были обнаружить комету Борисова хотя бы до конца 2016 г., чтобы успеть спроектировать и построить соответствующий аппарат. Поскольку на тот момент объект находился еще за орбитой Урана, это было невозможно. К тому же стоит напомнить, что дебютный полет Falcon Heavy состоялся лишь в начале 2018 г.
Траектория возможной миссии к комете C/2019 Q4 (Борисова) при запуске аппарата в 2018 г. при помощи ракеты Falcon Heavy. Источник: i4is
Существует ли возможность прямо сейчас запустить аппарат, который бы сумел догнать комету? Это намного более сложная задача. Во-первых, она движется со скоростью около 30 км/с. Ни одна из существующих или перспективных ракет на химическом топливе сама по себе не способна придать полезной нагрузке такую скорость. Во-вторых, чтобы настичь комету, земному посланцу потребуется выйти далеко за пределы плоскости эклиптики, что также потребует огромного количества энергии.
Тем не менее, с определенными оговорками теоретическая возможность реализовать подобную миссию все же имеется. Для нее потребуется новая сверхтяжелая ракета SLS, а также целый ряд сложных гравитационных маневров.
Предложенная схема полета выглядит следующим образом. В 2030 г. SLS отправляет к Юпитеру аппарат-перехватчик. В 2031 г. он совершает гравитационный маневр в окрестностях газового гиганта и спустя год сближается с Солнцем. Далее аппарат использует гравитацию нашего светила, чтобы набрать скорость и выйти за пределы плоскости эклиптики по траектории, позволяющей догнать комету Борисова. Согласно расчетам, запущенный по такой схеме автоматический разведчик достиг бы своей цели в 2045 г.
Траектория возможной миссии к комете C/2019 Q4 (Борисова) при запуске аппарата в 2030 г. при помощи ракеты SLS. Источник: i4is
Правда, на данный момент эта схема представляется скорее любопытным мысленным экспериментом. Дело в том, что максимальная масса подобного перехватчика будет ограничена всего тремя килограммами, в которые пришлось бы «втиснуть» научные приборы, систему связи, теплозащиту, источники питания и двигатели. Создание подобного зонда потребует существенного улучшения технологии минитюаризации и ряда прорывных технических решений.
Поэтому наиболее оптимальной стратегией пока остается усовершенствование средств слежения за небом. Если астрономам удастся обнаружить приближающийся межзвездный объект хотя бы за несколько лет до его визита, это даст человечеству необходимое время для подготовки специализированной исследовательской миссии.
По материалам: https://arxiv.org
