|
Таинственные объекты с других звезд
|
|
|
|
В конце 2017 года таинственный объект на головокружительной скорости пронесся через нашу солнечную систему. Астрономы бросились наблюдать за быстро движущимся телом, используя самые мощные телескопы в мире. Было обнаружено, что он имеет длину в четверть мили (400 м) и очень вытянут — возможно, в 10 раз больше в длину, чем в ширину. Исследователи назвали его Оумуамуа, что по-гавайски означает "разведчик".
|
|
|
|
Позже было подтверждено, что Оумуамуа является первым известным объектом от другой звезды, посетившим нашу Солнечную систему. Хотя эти межзвездные объекты (ИЗО) возникают вокруг звезды, в конечном итоге они становятся космическими кочевниками, блуждающими в космосе. По сути, они представляют собой планетарную шрапнель, выброшенную из систем своих родительских звезд в результате катастрофических событий, таких как гигантские столкновения между планетарными объектами.
|
|
|
|
Астрономы говорят, что "Оумуамуа, возможно, путешествовал по Млечному пути сотни миллионов лет, прежде чем столкнулся с нашей Солнечной системой. Всего через два года после этого неожиданного визита была замечена вторая комета — комета Борисова, на этот раз астрономом—любителем в Крыму. Эти небесные пришельцы дали нам возможность взглянуть на материал, находящийся далеко за пределами нашей Солнечной системы.
|
|
|
|
|
|
|
Но что, если бы мы могли сделать больше, чем просто наблюдать за их полетом?
|
|
|
|
Изучение ISO вблизи предоставило бы ученым редкую возможность узнать больше о далеких звездных системах, которые слишком удалены, чтобы отправлять туда миссии.
|
|
|
|
Только в Млечном Пути может быть более 10 септиллионов (или 10 с 24 нулями) ISO. Но если их так много, почему мы видели только двоих? Проще говоря, мы не можем точно предсказать, когда они появятся. Крупные астероиды, подобные Оумуамуа, которые легче обнаружить, по-видимому, посещают солнечную систему не так часто и перемещаются невероятно быстро.
|
|
|
|
Наземные и космические телескопы с трудом реагируют на поступающие ISO-сигналы, а это означает, что мы в основном наблюдаем их после того, как они проходят через наше космическое окружение. Однако инновационные космические миссии могли бы приблизить нас к таким объектам, как Оумуамуа, используя достижения в области искусственного интеллекта (ИИ), чтобы безопасно направлять космические аппараты к будущим посетителям. Сближение означает, что мы можем лучше понять их состав, геологию и активность, а также получить представление об условиях вокруг других звезд.
|
|
|
|
Новые технологии, используемые для сближения с космическим мусором, могут помочь приблизиться к другим непредсказуемым объектам, превращая эти мимолетные встречи в важные научные возможности. Итак, как нам приблизиться к ним? Пролетая мимо Земли в среднем со скоростью 32,14 км/с, ISOS дают нашему космическому аппарату меньше года на то, чтобы попытаться перехватить их после обнаружения. Догнать их не невозможно — например, это можно сделать с помощью маневров гравитационной рогатки. Однако это сложно, дорого обходится, и на его выполнение уйдут годы.
|
|
|
|
Хорошей новостью является то, что первая волна миссий по поиску ISO уже запущена: концепция миссии НАСА называется Bridge, а у Европейского космического агентства (ЕКА) есть миссия под названием Comet Interceptor. Как только будет идентифицирован входящий ISO, Bridge отправится с Земли на его перехват. Однако запуск с Земли в настоящее время требует 30-дневного стартового окна после обнаружения, что будет стоить ценного времени.
|
|
|
|
Запуск Comet Interceptor запланирован на 2029 год, и он состоит из более крупного космического аппарата и двух роботизированных зондов меньшего размера. После запуска он будет находиться в засаде в миллионе миль от Земли, ожидая нападения на долгопериодическую комету (более медленные кометы, которые прилетают издалека) или, возможно, на ISO. Размещение космического аппарата на "орбите хранения" позволяет быстро развернуть его при обнаружении подходящего ISO.
|
|
|
|
В другом предложении Института межзвездных исследований, Project Lyra, оценивалась возможность преследования Оумуамуа, который уже вышел далеко за пределы орбиты Нептуна. Они обнаружили, что теоретически догнать объект возможно, но это также будет очень сложной задачей с технической точки зрения.
|
|
"Быстрый и любопытный"
|
|
|
|
Эти миссии - только начало, но, как уже говорилось, их главным ограничением является скорость. Чтобы найти таких пользователей, как "Oumuamua", нам нужно действовать намного быстрее и мыслить умнее.
|
|
|
|
Будущие миссии могут опираться на передовой искусственный интеллект и смежные области, такие как глубокое обучение, которое направлено на имитацию способности человеческого мозга принимать решения, для идентификации поступающих объектов и реагирования на них в режиме реального времени. Исследователи уже тестируют небольшие космические аппараты, которые работают скоординированными "стаями", что позволяет им получать изображения целей под разными углами и адаптироваться в полете.
|
|
|
|
В обсерватории имени Веры С. Рубин в Чили скоро начнется 10-летнее исследование ночного неба. Ожидается, что в ходе этого астрономического исследования будут обнаружены десятки объектов в год. Результаты моделирования показывают, что мы, возможно, находимся на пороге бума обнаружения.
|
|
|
|
Любому космическому аппарату необходимо было бы развить высокую скорость, как только объект будет обнаружен, и убедиться, что его источник энергии не выйдет из строя, возможно, после многих лет ожидания на "запасной орбите". В ряде миссий уже использовалась форма двигателя, называемая солнечным парусом.
|
|
|
|
Они используют солнечный свет на легком отражающем парусе, чтобы перемещать космический корабль в космосе. Это позволило бы обойтись без тяжелых топливных баков. Следующее поколение космических аппаратов на солнечных парусах могло бы использовать лазеры на парусах для достижения еще более высоких скоростей, что стало бы гибким и недорогим решением по сравнению с другими футуристическими видами топлива, такими как ядерные двигатели.
|
|
|
|
Космический аппарат, приближающийся к ISO, также должен выдерживать высокие температуры и, возможно, эрозию из-за пыли, выбрасываемой объектом при его движении. Хотя традиционные защитные материалы могут защитить космический аппарат, они увеличивают вес и могут замедлить его работу.
|
|
|
|
Чтобы решить эту проблему, исследователи изучают новые технологии для создания легких, более прочных и стойких материалов, таких как современные углеродные волокна. Некоторые из них могут быть даже напечатаны на 3D-принтере. Они также рассматривают возможность инновационного использования традиционных материалов, таких как пробка и керамика.
|
|
|
|
Необходим комплекс различных подходов, включающий наземные телескопы и космические миссии, работающие сообща для прогнозирования, отслеживания и наблюдения за ISO'ами.
|
|
|
|
Новая технология может позволить космическому аппарату самому определять и предсказывать траектории приближающихся объектов. Однако потенциальные сокращения в космической науке в США, в том числе в таких обсерваториях, как космический телескоп Джеймса Уэбба, угрожают такому прогрессу.
|
|
|
|
Необходимо использовать новые технологии, чтобы сделать сближение с ИСО и встречу с ним реальной возможностью. В противном случае нам придется копошиться и фотографировать издалека, как еще один космический странник стремительно удаляется.
|
|
|
|
Источник
|
