Ta sonda ma za zadanie złapać kometę. Tej komety jeszcze nie odkryto

Mowa tutaj oczywiście o misji Comet Interceptor. Według planów sonda po wyniesieniu w przestrzeń kosmicznej dotrze do punktu libracyjnego L2, gdzie będzie oczekiwała na odkrycie nowej komety, która zostanie odkryta podczas swojej pierwszej wizyty wewnątrz Układu Słonecznego, a być może nawet na odpowiedni obiekt międzygwiezdny. W najnowszej pracy naukowej badacze opisali kluczowe założenia i szanse powodzenia tej nietypowej misji.

Jak wskazują specjaliści odpowiedzialni za misję, podstawowym celem misji powinna być dynamicznie nowa kometa, czyli taka kometa, która po raz pierwszy odwiedza wnętrze Układu Słonecznego. Oczywiście, obiekt międzygwiezdny, taki jak Oumuamua czy 3I/ATLAS byłby również idealnym celem badań, aczkolwiek tutaj trzeba podkreślić, że szanse na trafienie na taki obiekt akurat wtedy, gdy sonda będzie oczekiwała na odkrycie celu swojej misji są stosunkowo niskie.

Zespół pod kierunkiem prof. Colina Snodgrassa (Uniwersytet w Edynburgu) wskazuje, że sukces zależy od spełnienia wielu warunków inżynieryjnych i orbitalnych. Sonda kosmiczna ma bardzo ograniczone możliwości manewrowe: jest w stanie osiągnąć zmianę prędkości rzędu ok. 1,5 km/s. Do przechwycenia komety czy obiektu międzygwiezdnego musiałoby nastąpić w pobliży orbity Ziemi, w odległości ok. 0,9 a 1,2 au, przy przecięciu płaszczyzny ekliptyki w rejonie Ziemi. Dodatkowo Słońce musi pozostawać pod kątem 45–135 stopni względem paneli. Ograniczeń jest tu zatem sporo.

Ważna jest także prędkość przelotu. Według opracowania przekroczenie prędkości ok. 70 km/s groziłoby zniszczeniem małych sond, które Comet Interceptor ma wypuścić w pobliżu komy obiektu, który będzie próbował przechwycić. Jednocześnie kometa musi być na tyle aktywna, by dostarczyć naukowych danych, ale nie nadmiernie gwałtowna.

Jaka jest szansa na odkrycie odpowiedniej komety? W latach 1898-2023 astronomowie odkryli 132 dziewicze komety. Wiele z nich jest bardzo słabych i odkrywanych krótko przed zbliżeniem do Słońca. Przełomem może się tutaj okazać Obserwatorium Very C. Rubin, które powinno znacząco zwiększyć liczbę wczesnych detekcji takich obiektów. Dzięki niemu naukowcy będą mieli więcej szans na wybór odpowiedniego celu misji. Nie ma jednak gwarancji, że wybrana kometa rozjaśni się wystarczająco lub nie rozpadnie się zanim sonda do niej dotrze.

Autorzy sprawdzili dwa podejścia: najpierw selekcję „naukowo najlepszych” kandydatów spełniających kryteria jasności (ok. magnitudo 10) i trajektorii do wewnątrz Układu. Żaden z dziewięciu wytypowanych obiektów nie mieścił się jednak w ograniczeniach inżynieryjnych (za duże oddalenie od toru Ziemi lub zbyt wysokie delta-v). W drugim podejściu naukowcy postanowili najpierw analizować prędkość obiektów i wymagany poziom aktywności - w tym przypadku okazało się, że w ciągu ostatnich 25 lat, trzy obiekty spełniłyby warunki odpowiedniego celu dla misji takiej jak Comet Interceptor.

Najciekawszą okazała się C/2001 Q4 (NEAT). Została odkryta ok. 2,5 roku przed peryhelium, spełniała wymogi aktywności i była osiągalna przy ograniczonym delta-v. Problemem był szybki przelot, ok. 57 km/s, co groziłoby uszkodzeniami sond i ograniczało czas na zbieranie danych. To przykład kompromisu, jaki zespół może być zmuszony zaakceptować w trakcie planowanej misji.

Wnioski są zatem jednoznaczne. Sonda będzie oczekiwała na potencjalny cel pościgu przez 2-3 lata. Szanse na natrafienie w tym wąskim oknie czasowym na idealną kometę są niewielkie. Z tego też powodu inżynierowie muszą przygotować się na pościg obiektu względnie dobrego, który pozwoli na zebranie jakichkolwiek danych naukowych. Start misji planowany jest na 2029 r. Pozostaje mieć nadzieję na to, że akurat wtedy do wnętrza Układu Słonecznego przyleci jakaś ciekawa kometa, lub obiekt międzygwiezdny. Ryzyko jest, ale jeżeli nie spróbujemy, niczego nie osiągniemy.