Небольшой спутник с солнечным парусом может догнать межзвездный объект

Его удлиненная форма, отсутствие комы и тот факт, что он изменил траекторию, были удивительными, что привело к нескольким конкурирующим теориям о его происхождении: был ли это водородный айсберг, демонстрирующий выделение газа, или, может быть, внеземной солнечный парус (вряд ли) в дальний космос? Возможно, мы никогда не узнаем ответ, потому что Оумуамуа двигался слишком быстро, и за ним слишком поздно начали наблюдения, чтобы лучше разглядеть.

Может быть, уже слишком поздно для Оумуамуа, но мы должны быть готовы к следующему странному межзвездному посетителю. Космический корабль может быть спроектирован и построен для ловли такого объекта в любой момент. Идея создания подобного межзвездного перехватчика выдвигалась различными экспертами, и финансирование для изучения такой концепции было даже предоставлено через программу NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC). Но как именно будет работать такой перехватчик?

В новой статье на ArXiv от 27 июня, исследуется один из возможных вариантов дизайна миссии. Предложение, основанное на исследовании NIAC, предлагает объединить технологию солнечного паруса с возможностью миниатюризации космических зондов до небольших и легких размеров.

Такие миссии, как зонд JAXA IKAROS к Венере и текущий проект Планетарного общества LightSail 2 на околоземной орбите, показали, что солнечные паруса, которые используют фотоны Солнца для ускорения, являются вполне осуществимыми силовыми установками. Аналогичным образом, успешное использование спутников CubeSat в межпланетных миссиях было продемонстрировано Лабораторией реактивного движения в 2018 году. Они отправили два спутника CubeSats, названные Mars Cube One (MarCO-a и MarCO-b), чтобы сопровождать посадочный модуль InSight в его путешествии к Красной планете. В сочетании солнечные паруса и CubeSat могут стать мощным инструментом для исследований.

В статье предлагается для перехвата межзвездных объект запускать солнечный парус CubeSat заранее, «припарковавшись» на орбите вокруг Солнца, где он будет спокойно ждать открытия следующего интересного объекта, за которым состоится погоня. Подобная машина с быстрым откликом позволит выполнять различные задачи. Например, пятилетняя миссия может легко догнать и изучить межзвездный объект, передавая на Землю данные, которые мы не смогли получить от Оумуамуа. С другой стороны, аналогичный космический корабль мог бы даже выполнить миссию по возврату образцов, если бы ему дали более длительные сроки в десять лет.

Одна из основных инженерных задач такой миссии связана со способностью солнечного паруса управлять теплом. Перехватчик должен будет подлететь намного ближе к Солнцу, чем любые предыдущие испытания солнечного паруса, в которых обычно используется алюминий с каптоном. Свойства этого материала могут позволить ему выжить в пределах 0,15 а.е. от Солнца без плавления, но необходимо будет тщательно рассмотреть вопрос о защите механизмов управления и других систем космического корабля, не увеличивая массу космического корабля. При слишком большом весе парус не догонит цель.

Ценность такого космического корабля-перехватчика довольно очевидна. Несмотря на то, что мы пока видели только два межзвездных объекта, они все время проходят мимо. В этом десятилетии появятся лучшие телескопы, которые помогут их найти, но они движутся быстро и ненадолго. Если мы хотим изучить межзвездный объект вблизи, мы должны быть готовы к этому, и космический корабль-перехватчик с быстрым откликом будет нашим лучшим шансом на успех.