Współczesna astronomia stoi przed bezprecedensowym wyzwaniem: jak zbadać z bliska obiekty pochodzące spoza naszego układu, skoro ich prędkość heliocentryczna drastycznie przekracza możliwości obecnych systemów napędowych? Zespół naukowców pod przewodnictwem T. Marshalla Eubanksa przedstawił ambitny plan misji, która mogłaby wystartować w 2035 roku. Celem nie jest – jak w przypadku misji Comet Interceptor – oczekiwanie na obiekt w punkcie L2, lecz aktywny pościg za intruzem,a w tym przypadku konkretnie kometą międzygwiezdną 3I/ATLAS, który znajduje się już w fazie ucieczki z Układu Słonecznego.
Kluczem do powodzenia misji jest tzw. słoneczny manewr Obertha (Solar Oberth Maneuver). Jest to manewr o wysokim stopniu ryzyka, polegający na maksymalnym zbliżeniu się sondy do Słońca. Według wyliczeń Eubanksa, sonda musiałaby przejść zaledwie kilka promieni słonecznych od fotosfery. W tym krytycznym momencie, gdy prędkość orbitalna jest najwyższa, odpalenie silników chemicznych daje nieporównywalnie większy przyrost energii kinetycznej niż w jakiejkolwiek innej części orbity. Efekt ten pozwala na uzyskanie ogromnego ΔV, niezbędnego do dogonienia obiektu międzygwiezdnego poruszającego się z prędkością rzędu kilkudziesięciu kilometrów na sekundę względem Słońca.
3I/ATLAS: Rola systemów wczesnego ostrzegania
Badacze opierają swoje założenia na rosnącej efektywności systemów przeglądu nieba, takich jak ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System). To wszak właśnie ten system odkrył kometę 3I/ATLAS w ubiegłym roku. Obiekt ten już przeleciał w pobliżu Słońca i Ziemi i aktualnie oddala się od Słońca. Naukowcy przekonują jednak, że wciąż istnieje szansa, aby obiekt ten dogonić za pomocą sondy kosmicznej, nawet jeżeli jej przygotowanie zajmie kolejną dekadę. Jak to możliwe?
Pół wieku w głębokiej przestrzeni
Proponowana misja to przedsięwzięcie obliczone na dekady. Gdyby sonda została wyniesiona w przestrzeń kosmiczną, po wykonaniu manewru Obertha w pobliżu Słońca, weszłaby w fazę trwającego około 50 lat pościgu przez zewnętrzny Układ Słoneczny. Punkt spotkania z kometą 3I/ATLAS nastąpiłby w głębokiej przestrzeni, w odległości około 100–150 jednostek astronomicznych (AU) od Słońca. Dla porównania, jest to dystans znacznie przekraczający obecne położenie sondy Voyager 1. Tak długi czas trwania misji stawia ogromne wymagania przed systemami zasilania (prawdopodobnie oparte na radioizotopowych generatorach termoelektrycznych nowej generacji) oraz autonomią systemów pokładowych.
Wyzwania technologiczne
Główną barierą techniczną pozostaje ochrona sondy podczas bliskiego przejścia obok Słońca. Sonda musiałaby zostać wyposażona w zaawansowane osłony termiczne, podobne do tych zastosowanych w misji Parker Solar Probe, ale dostosowane do jeszcze bardziej ekstremalnych warunków. Dodatkowym wyzwaniem jest precyzja nawigacyjna – błąd na etapie przelotu przez peryhelium orbity przełożyłby się na setki tysięcy kilometrów odchylenia w punkcie przechwycenia pół wieku później. Naukowcy rozważają również wykorzystanie żagli słonecznych w początkowej fazie lotu, aby zoptymalizować trajektorię podejścia do Słońca.
Dlaczego warto ryzykować?
Z naukowego punktu widzenia, gra jest warta świeczki. Możliwość in-situ zbadania materii, która uformowała się wokół innej gwiazdy, to jedyna szansa na bezpośrednią weryfikację modeli kosmochemicznych bez konieczności odbywania podróży międzygwiezdnej. Misja do 3I/ATLAS pozwoliłaby na analizę izotopową i poszukiwanie związków organicznych, które mogą być kluczem do zrozumienia panspermii lub unikalności chemicznej naszego systemu. Choć 50-letni czas oczekiwania na dane wydaje się zniechęcający, wyniki takiej misji stanowiłyby jeden z kamieni milowych w historii eksploracji kosmosu.