Сондата Juno на НАСА може да прехване междузвездната комета, докато се приближава към Юпитер

Ваня Милева Последна промяна на 14 август 2025 в 00:00 112 0

кометата на звезден фон

Кредит NASA/ESA/UCLA/STScI

Това изображение на междузвездната комета 3I/ATLAS е заснето от широкоъгълната камера на космическия телескоп Хъбъл на 21 юли 2025 г.

Подобно на своите предшественици - Оумуамуа и Борисов, пристигането на третиря междузвезден обект отново предизвика огромен научен интерес и предложенията за мисии, които биха могли да се срещнат с него или с бъдещи подобни, дошли отдалеч космически тела не закъсняха.

В скорошна статия, ръководена от проф. Ейбрахам Льоб от Харвардския университет, се изследва възможността за среща с 3I/ATLAS, използвайки мисия, която е в космоса от години. Според техния анализ, сондата Juno на НАСА би могла да прехване този последен междузвезден обект, след като той се приближи до Юпитер на 16 март 2025 г., предоставяйки на човечеството отблизо поглед към един от най-загадъчните класове обекти във Вселената днес.

Ейбрахам Льоб е професор по природни науки в Харвардския университет и директор на Института по теория и изчисления (ITC) и проекта "Галилео" в Центъра за астрофизика към Харвард и Смитсониън (CfA). Към него се присъединиха Адам Хибърд (Adam Hibberd) и Адам Кроул (Adam Crowl), и двамата изтъкнати учени от британската организация с нестопанска цел "Инициатива за междузвездни изследвания" (i4is). Статията, в която подробно се описва тяхното предложение, наскоро се появи онлайн и се рецензира за публикуване в The Astrophysical Journal Letters.

Льоб е известен с екзотичните си идеи, една от които е възможността Оумуамуа да е бил извънземен космически кораб.

По подобен начин Хибърд, независим изследовател и инженер по двигатели, заедно с Маршал Юбанкс е предлага мисията Лира, която би "настигнала" Оумуамуа или бъдещи междузвездни пришълци, използвайки технология за светлинни платна и задвижване с насочена енергия. Подобна концепция Хибърд е предлагал и преди - рояк малки космически кораби на светлинни платна за изучаване на най-близката скалиста планета отвъд нашата Слънчева система (Проксима b).

Откакто "Оумуамуа" прелетя близо до Земята, учените мечтаят за деня, в който специална мисия би могла да прехване и изучи междузвезден посетител. Няколко мисии са провели мисии за връщане на проби до близки до Земята астероиди (NEA) през последното десетилетие, включително сондите "Хаябуса" и "Хаябуса 2" на JAXA и сондата OSIRIS-REx на НАСА. Тъй като астероидите и кометите са по същество изградени от материал, останал от формирането на Слънчевата система, изучаването на тези проби дава насоки за това какви условия са били налице преди около 4,5 милиарда години.

Чрез изучаване на междузвездни обекти, докато преминават през нашата система, учените ще могат да научат какви условия са били налице в други звездни системи, без да чакат земните технологии да достигнат нивото за изграждане на междузвезден космически кораб. Но както проф. Льоб изследва в своята статия от 2018 г., възможността посетили в ни междузвезден обект да е изкуствен обект (като изоставен космически кораб) това увеличава простора за научни изследвания фантастично.

Хибърд, Кроул и Льоб изследват подобни възможности относно 3I/ATLAS в скорошна статия, озаглавена "Дали междузвездният обект 3I/ATLAS е извънземна технология? ".

Както проф. Льоб заявява пред Universe Today, това прави мисията за среща особено привлекателна:

"Показваме, че прилагането на тяга от 2,675 километра в секунда на 14 септември 2025 г. може да изведе космическия кораб Juno от орбитата му около Юпитер, за да пресече пътя на 3I/ATLAS. Приближаването на 3I/ATLAS с Юпитер предоставя рядка възможност за изместване на Juno от сегашната му орбита около Юпитер, за да пресече пътя на 3I/ATLAS при най-близкото му сближаване до Юпитер."

"Яркостта на 3I/ATLAS предполага диаметър 20 километра за астероид с типичен коефициент на отражение (албедо) 5%. "

"Ако 3I/ATLAS е с диаметър 20 километра, може да се е насочил към вътрешната част на Слънчевата система, както се очаква от извънземна технология."

Изглед отгоре на траекторията на 3I/ATLAS (синьо) през Слънчевата система, с показани орбити и позиции на планетите. Кредит: CSS/D. Rankin

Както посочват в своето проучване, 3I/ATLAS ще достигне разстояние от около 53,6 милиона км или 0,358 AU от Юпитер на 16 март 2026 г. В този момент, изместване на орбитата на космическия апарат Juno би му позволило да пресече пътя на 3I/ATLAS, докато той се приближава най-близо до газовия гигант. Това предложение заобикаля предизвикателството за изграждане и разполагане на космически апарат, който да прехване 3I/ATLAS, преди той да се приближи най-близо до Слънцето (29 октомври 2025 г.) и да напусне нашата Слънчева система.

Както обяснява Хибърд:

"Съвсем ясно е, че мисия, изстреляна от Земята до 3I, е напълно неосъществима, като се има предвид колко малко време имахме преди да забележим пристигането ѝ в Слънчевата система. Освен това, тя не би била в рамките на възможностите на предложената мисия на ESA Comet Interceptor, така че с други думи, дори ако космически кораб е чакал в точката на Лагранж L2 Слънце/Земя. Сега 3I минава доста близо до Марс, Юпитер и Венера, което само по себе си е странно съвпадение и е малко вероятно да се повтори с бъдещи междузвездни обекти."

"Следователно, предвид гореспоменатите ограничения и невъзможността за изстрелване на специална сонда, която да го срещне навреме, изглежда разумно да се проучи дали някой съществуващ космически кораб, обикалящ около Марс или Юпитер, би могъл да бъде използван за прехващане или близко прелитане. Именно в този контекст работата си струва и подобен анализ ще се прилага само за междузвездни обекти, които преминават покрай планетите на малко разстояние, което, както посочих, наистина ще бъде много рядко, допълва изследователят."

За да определи оптималната траектория на полета, която би довела до среща, екипът разчита на Optimum Interplanetary Trajectory Software (OITS), пакет, първоначално разработен от Хибърд през 2017 г. за проекта Лира. Както обяснява Хибърд, този софтуер ще им позволи да решат проблема с определянето на орбитите и скоростите на Juno и 3I/ATLAS (известен още като проблема на Ламбърт), но само за един орбитален цикъл. За да измери колко близо може да се доближи сондата Juno до междузвездната комета, използвайки минимално гориво, Хибърд използва друг, специално разработен от него софтуер на C, използвайки три библиотеки – включително NASA JPL, Navigation and Ancillary Information Facility (NAIF) и Spacecraft, Planet, Instrument, C-matrix, Events (SPICE).

Това позволява на екипа да направи точна прогноза за орбитите на Юпитер и Juno. Софтуерът NOMAD е използван и за интегриране на движението на трите тела и определяне на минималната скорост, която Juno трябва да генерира, за да прехване 3I/ATLAS.

Резултатите показват, че прехващането би било възможно с помощта на маневрата на Оберт (гравитационна прашка), приложена към Юпитер.

Маневрата на Оберт

При маневрата на Оберт (наричана още гравитационна прашка), космически кораб умишлено се спуска към небесно тяло, като звезда или планета, достигайки високи скорости, докато се приближава. След това той задейства двигателите си в точката на най-голямо приближаване (периапсис), като максимизира промяната в скоростта и постига по-голямо увеличение на скоростта, отколкото ако бе задействал двигателя с по-ниска скорост по-далеч от космическия обект.

В различните части на орбитата едно и също количество гориво се превръща в различни количества кинетична енергия. Този "ефект на Оберт" се получава, защото корабът се движи с различна скорост в различни точки от орбитатаВ различните части на орбитата едно и също количество гориво се превръща в различни количества кинетична енергия. Този "ефект на Оберт" се получава, защото корабът се движи с различна скорост в различни точки от орбитата. Кредит: Ask a Mathematician / Ask a Physicist

Проектът "Лира" изследва възможността за изпращане на космически кораб, който да преследва Оумуамуа, използвайки земна гравитационна асистенция, за да достигне Юпитер, което лишава кораба от почти цялата му скорост, карайки го да се спусне към Слънцето за маневра на Оберт.

Льоб обяснява:

"Ако е осъществимо, тази вълнуваща нова цел ще даде нов тласък на мисията Juno и ще удължи научния ѝ живот след 14 март 2026 г. Досега сме изследвали прехващане на Juno на нулева дистанция с 3I/ATLAS. Оптималният вариант включва маневра Oberth на Юпитер, която изисква прилагане на ∆V на 9 септември 2025 г., само 8 дни преди първоначално планираната дата на прекратяване на потапянето на Juno в атмосферата на Юпитер. След като се приложи тази тяга за намаляване на височината на Juno, впоследствие се приложи допълнително ∆V, което представлява маневрата на Оберт за Юпитер и води до евентуално прехващане на целта 3I/ATLAS на 14 март 2026 г."

Художествено изображение на сондата Juno на НАСА, обикаляща около Юпитер. Кредит:NASA/JPL-Caltech

Авторите също така подчертават как наборът от инструменти на Juno може да се използва за изследване на природата на 3I/ATLAS от близко разстояние. Това включва неговия близък инфрачервен спектрометър, магнитометър, микровълнов радиометър, инструмент за изследване на гравитацията, детектор на енергийни частици, сензор за радио и плазмени вълни, UV спектрограф и камера за видима светлина. Данните, които тези инструменти предоставят, вариращи от спектри и изображения до енергийни емисии, ще отговорят на въпроси относно състава на обекта, като ни разкажат много за неговата родна система и условията, при които се е образувал.

"Нашата статия се основава на забележителна, но проверима хипотеза, че 3I/ATLAS е функциониращ технологичен артефакт, към която аз и двамата ми съавтори не е задължително да се приписваме", добавя Льоб. "И все пак тази хипотеза е достойна за научен анализ по две причини: Последиците, ако хипотезата се окаже вярна, биха могли да бъдат тежки за човечеството и евентуално биха изисквали предприемане на защитни мерки (въпреки че те може да се окажат безполезни). [Второ,] хипотезата е интересно упражнение сама по себе си и е забавно да се изследва, независимо от вероятната ѝ валидност."

Но последните изображения на междузвездния обект, получени от космическия телескоп Хъбъл, показват, че тази възможност вече може да бъде изключена. Въз основа на разпределението на яркостта на околната кома, изследователите са изчислили, че ядрото има ефективен радиус по-малък от 2.8 километра. Всички въпроси относно истинската му природа обаче ще бъдат решени, след като а) 3I/ATLAS се приближи до Слънцето и започне да отделя газове чрез сублимация, или б) сондата Juno има възможност да го изследва отблизо.

Независимо от резултата, възможностите са вълнуващи и ще ни кажат много за това какво се крие отвъд Слънчевата система.

Справка: Intercepting 3I/ATLAS at Closest Approach to Jupiter with the Juno spacecraft Abraham Loeb, Adam Hibberd and Adam Crowl; https://arxiv.org/pdf/2507.21402 

Източник: NASA's Juno Spacecraft Could Intercept 3I/ATLAS as it Approaches Jupiter, Matthew Williams, Universe Today

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини