Гості з інших світів: як отримати зразки з міжзоряних об'єктів

Зухвалий проект з видобутку зразків ґрунту з комет і астероїдів, які прилетіли в Сонячну систему з інших зоряних систем і галактик, отримав фінансування від НАСА. Вчені розповіли про майбутні складнощі і про те, як планують обійти їх.

Міжзоряні космічні тіла - нечасті гості в Сонячній системі. У 2017 році несподіваним візитом астрономів приголомшив сигароподібний астероїд Оумуамуа з нетиповим співвідношенням сторін 10:1. Це був перший об'єкт, народжений поза нашою зірковою системою. Замість привітання гостя засипали різноманітними теоріями про його походження. Деякі вчені вірили, що Оумуамуа - зонд, відправлений до нас далекою цивілізацією інопланетян.

Зразки ґрунту, взяті з астероїда, вберегли б людей наукового світу від подібних припущень. Однак отримати заповітні грами речовини, створеної в іншій зірковій системі, не так-то просто. Дослідники обмежилися спостереженнями в телескопи і комп'ютерним моделюванням, щоб побудувати переконливу теорію народження Оумуамуа.

Той же сценарій чекав другу «закордонну» гостю Сонячної системи - комету Борисова. Винятком було лише те, що з НЛО її не плутали. Загадкова мандрівниця розповіла про себе небагато. Земні детектори і телескопи встигли дати спостерігачам лише крихти інформації про склад комети.

Природа неохоче розкриває свої таємниці. Вчені звикли до небагатослівності навколишнього світу і радіють навіть найменшим новим фактам, але ніколи не перестають мріяти про клад інформації. «Скарб» заритий далеко, дістатися до нього непросто. Щоб отримати ґрунт з міжзоряних об'єктів, потрібно вирішити проблеми з висадкою на них. Кам'яниста поверхня не обіцяє м'яку посадку.

Ну і чорт з нею - з посадкою! Світлі інженерні голови знайшли б рішення. Спочатку міжзоряних «туристів», які швидко мчать, потрібно наздогнати. Комета Борисова летіла зі швидкістю 32,2 кілометра на секунду, коли перетнула кордон Сонячної системи. Сучасні двигуни не дозволяють космічним апаратом змагатися з такими скороходами.

Ще одна проблема пов'язана з розмірами прилітаючих до нас об'єктів. У більшості випадків, вони занадто малі, щоб відбитого від них сонячного світла вистачило для спостереження в земні та навколоземні телескопи. Коли космічні ліліпути наближаються до нашої планети, і їх можна розгледіти, стає занадто пізно: об'єкти або руйнуються, або починають відлітати з Сонячної системи. Наздогнати за ними, як було сказано вище, поки неможливо.

Тим часом вивчення міжзоряного тіла «великим планом» змінило б уявлення вчених про формування та еволюцію планет. Питання про подорож деяких форм життя крізь простори космосу знайшли б свої відповіді.

Річард Лінарес, доцент кафедри аеронавтики і космонавтики в Массачусетському технологічному інституті, придумав, як можна додивитися «зарубіжних» гостей ще на кордоні Сонячної системи. Прес-реліз з описом схеми «контрольних пунктів» опубліковано на сайті інституту.

Лінарес запропонував розмістити кілька стаціонарних космічних апаратів на краю Сонячної системи. Утримувати «прикордонників» на посту, за задумом вченого, буде сонячний вітер. Для цього корабель планують забезпечити вітрилами з тонкого легкого матеріалу, що відбиває частинки з Сонця. Тиск частинок на вітрил буде виштовхувати апарат геть, гравітація нашого світила не пустить корабель занадто далеко.

«Флот» кораблів на краю Сонячної системи

ISO - міжзоряний об'єкт, Statite - корабель, що знаходиться від Сонця на постійній відстані, Optimal Statite to release - корабель, який зможе підлетіти до міжзоряного об'єкту на мінімальну відстань

Коли в гості завітає міжзоряний мандрівник, корабель складе вітрила і попрямує до прибульця під дією гравітації Сонця, як камінчик, випущений з рогатки. Винахідник так і назвав своє творіння - «Динамічна орбітальна рогатка для зустрічі з міжзоряними об'єктами». Після зустрічі на орбіту астероїда або комети вийде наносупутник, датчики якого зберуть потрібну інформацію.

Найвідоміший вітрильний космічний корабель Light Sail 2

Створення грандіозної прикордонної системи огляду міжзоряних гостей пов'язане з низкою труднощів. Маса космічного апарату повинна бути невеликою, інакше вітрила не витягнуть свою ношу до краю Сонячної системи. Ще одна складність - у збереженні швидкості корабля, рівної швидкості об'єкта, що вивчається. Поки працюють збирачі інформації, корабель повинен супроводжувати гостя, щоб потім принести дані на Землю. Вирішення таких завдань вимагає часу. Робота буде довгою.

Проект Лінареса потрапив до Програми NASA Innovative Advanced Concepts, яка фінансує «інноваційні аерокосмічні концепції для майбутніх місій». Розробка потребуватиме 3 етапів. Вчені готові приступити до першого з них. Він розтягнеться на 9 місяців. Якщо все складеться добре, земляни перестануть бути пасивними спостерігачами і замість того, щоб мовчки проводжати поглядом чергового відлітаючого геть міжзоряного відвідувача, будуть гриміти науковими відкриттями на всю планету.