Polowanie na Oumoumę. Naukowcy zaczają się na przybysza spoza Układu Słonecznego

Misja Comet Interceptor (Przechwytywacz Komety) ma na celu zbadanie komety, która przetrwała od swoich narodzin aż do dzisiaj w nietkniętej postaci. Charakterystyka fizyczna takiego „świeżego” obiektu odzwierciedli zapis warunków, jakie panowały w czasie powstawania Układu Słonecznego 4-5 miliardów lat temu. Dotychczasowe misje kometarne skupiały się wyłącznie na kometach okresowych, wielokrotnie przelatujących blisko Słońca. Ponieważ każde takie zbliżenie zmienia właściwości fizyczne jądra komety, naukowcy mają trudność w jednoznacznym odtworzeniu pierwotnych cech komet.

Pułapka na kometę

Zbadanie „świeżej” komety jest wyzwaniem, gdyż obiekty tego typu znajdują się na krańcach Układu Słonecznego. Zdarza się nawet, że przylatują do Układu z innych systemów planetarnych lub przestrzeni międzygwiazdowej. Od ich odkrycia do przelotu w pobliżu Słońca mija od kilku miesięcy do kilku lat. To zbyt krótko, żeby przygotować odpowiednią misję kosmiczną. By rozwiązać ten problem, autorzy projektu Comet Interceptor zaproponowali nowatorską strategię badawczą - wystrzelą i „zaparkują” sondę w przestrzeni kosmicznej, a następnie znajdą obiekt, do którego próbnik mógłby w dowolnej chwili wyruszyć.

Comet Interceptor ma składać się z trzech sond, nazywanych roboczo: „A”, „B1” i „B2”. Połączone ze sobą trafią w 2028 roku na orbitę tymczasową, oddaloną od Ziemi o 1,5 mln km. Naukowcy oceniają, że docelowy obiekt badań zostanie wskazany po upływie 2-3 lat. W jego odkryciu pomogą nowoczesne teleskopy na Ziemi. Lot do wybranej komety powinien zająć dalszych kilka lat. Krótko przed dotarciem do celu sondy się rozdzielą i rozpoczną obserwacje komety z trzech różnych lokalizacji. W ten sposób dostarczą unikalnego, trójwymiarowego obrazu jądra i warkocza komety.

Najwyższe stanowisko Polaka

Trzy próbniki wyposażone będą łącznie w dziewięć instrumentów badawczych. Jeden z nich – Dust, Field and Plasma (DFP) - zostanie zainstalowany na dwóch sondach (A i B1). Rolę głównego badacza (principal investigator) eksperymentu DFP powierzono dr hab. Hannie Rothkaehl, prof. Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk (CBK PAN). Nigdy dotąd naukowiec z Polski nie zajmował tak ważnego stanowiska w misji realizowanej przez Europejską Agencję Kosmiczną.

- Instrument DFP zmierzy pole elektryczne i magnetyczne wokół komety, określi charakterystykę pyłu, gazu i plazmy otaczających jądro kometarne, oraz będzie monitorował, w jaki sposób plazma kometarna reaguje na wiatr słoneczny” – wyjaśnia prof. Rothkaehl. - Pomiary prowadzone będą równolegle z dwóch próbników. Sonda A, która pełni także rolę stacji łączności z Ziemią dla całej misji, w czasie przelotu koło komety pozostanie w bezpiecznej odległości od jądra, podczas gdy próbnik B1 zbliży się do niego i dokona pomiarów, zanurzając się w gazową otoczkę komety.

Zadaniem inżynierów i naukowców z CBK PAN będzie opracowanie systemu zasilania i skrzynki elektroniki instrumentu DFP, oraz koordynacja prac międzynarodowego zespołu, w skład którego wchodzą Włosi, Belgowie, Austriacy, Szwedzi, Czesi, Francuzi i Niemcy. Naukowcy z CBK PAN odpowiadać będą za analizę danych uzyskanych za pomocą DFP, a sprawowana przez prof. Rothkaehl funkcja głównego badacza zapewni polskim specjalistom znaczący wpływ na kształtowanie programu naukowego tej prestiżowej misji.

Comet Interceptor to pierwsza europejska misja klasy „F” (skrót od „fast”, ang. szybko). Zgodnie z założeniem ESA próbniki tego rodzaju mają być niewielkie (masa poniżej jednej tony) i stosunkowo proste w konstrukcji (częściowo bazują na gotowych rozwiązaniach z wcześniejszych misji). Sondy klasy F można będzie wystrzeliwać jako ładunek dodatkowy wraz z innymi, dużymi statkami kosmicznymi. Comet Interceptor zostanie wystrzelony w roku 2028 rakietą Ariane 6 razem z europejskim obserwatorium ARIEL, za pomocą którego badane będą atmosfery planet pozasłonecznych. Naukowcy z CBK PAN są zaangażowani w znaczącym stopniu również i w tę misję.

Udział w misji Comet Interceptor to dla CBK PAN kolejny etap w wieloletnich badaniach komet i plazmy kosmicznej. Naukowcy i inżynierowie Centrum uczestniczyli m.in. w pionierskich misjach do komety Halleya (próbniki VEGA-1 i VEGA-2 w 1984 roku) oraz najbardziej zaawansowanej misji kometarnej w historii (Rosetta), zakończonej lądowaniem na jądrze komety w roku 2014. W CBK PAN powstały także urządzenia dla kosmicznego teleskopu Herschel, którego obserwacje stały się przyczynkiem do dyskusji i dalszych badań odnośnie teorii, jakoby źródłem większości wody na Ziemi mogły być uderzające w nią komety.