در مطالعه‌ای تازه، امکان‌سنجی تعقیب دنباله‌دار میان‌ستاره‌ای 3I/ATLAS بررسی شده است. این ایده بسیار هیجان‌انگیز است؛ از سال ۱۳۹۵ تاکنون، سه جرم میان‌ستاره‌ای از منظومه شمسی عبور کرده‌اند: 1I/ʻOumuamua، 2I/Borisov و همین تازگی، 3I/ATLAS. این دنباله‌دار در ۱ ژوئیه توسط سامانه هشدار برخورد سیارکی ATLAS کشف شد و در نیمه دوم سال ۱۴۰۴ از نواحی درونی منظومه شمسی می‌گذرد.
طی ماه‌های آینده، تمام رصدخانه‌های زمینی و فضایی برای مشاهده و جمع‌آوری داده از این جرم آسمانی فعال خواهند شد. اما واقعاً 3I/ATLAS از نزدیک چه شکلی دارد؟ و آیا می‌توانیم اصلاً به چنین میهمان پرسرعتی برسیم؟
تا اینجا مشخص شده که 3I/ATLAS جرمی بسیار کهن از بخش ضخیم دیسک کهکشانی راه شیری است که ارزش مطالعه زیادی دارد. در میانه ماه گذشته، تلسکوپ جمینی نورث تصویری نزدیک از آن ثبت کرد که نشان داد این جرم، ماهیتی کاملاً دنباله‌داری دارد. اکنون با قدر نوری +۱۷ در صورت‌فلکی مارافسای در حال حرکت است و انتظار می‌رود با نزدیک شدن به حضیض خورشیدی (در فاصله ۱.۳۵۶ واحد نجومی از خورشید در ۷ آبان)، روشنایی آن تا صد برابر افزایش یافته و به قدر +۱۲ برسد.
برخلاف ʻOumuamua، این بار 3I/ATLAS را پیش از رسیدن به حضیض رصد کرده‌ایم. با این حال، این دنباله‌دار با سرعتی حدود ۵۸ کیلومتر بر ثانیه نسبت به خورشید حرکت می‌کند. آیا فناوری‌های فعلی ما امکان رسیدن به آن را دارند؟
مطالعه‌ای از دانشگاه ایالتی میشیگان در سرور پیش‌چاپ arXiv با عنوان “امکان‌سنجی پرواز فضاپیما از زمین یا مریخ به‌سوی جرم میان‌ستاره‌ای 3I/ATLAS”، این احتمال را بررسی کرده است. این پژوهش می‌تواند الگویی برای مأموریت‌های آینده به اجرام میان‌ستاره‌ای باشد.
به گفته نویسنده اصلی مقاله، آتسوهیرو یاگینوما، «پرواز نزدیک به این جرم می‌تواند اطلاعاتی را فراهم کند که از تلسکوپ‌های زمینی ممکن نیست، مانند آنالیز مستقیم ترکیبات یخی، غبار و مواد آلی، و همچنین تصویربرداری دقیق از هسته، شکل، اندازه، چرخش و فوران‌های فعال آن. این داده‌ها می‌توانند بینشی مهم درباره شکل‌گیری و تحول سیارات و انتقال مواد فرّار به سیارات بالقوه زیست‌پذیر در سامانه‌های بیگانه فراهم کنند.»
دو فضاپیمای مأموریت Janus.
اعتبار تصویر: لاکهید مارتین.
تعقیب جرمی مانند 3I/ATLAS نیازمند مأموریتی سریع‌السیر است. این مطالعه چندین سناریو برای پرتاب از زمین یا مریخ بین دی ۱۴۰۳ تا اسفند ۱۴۰۴ را بررسی کرده است. پرتاب از زمین نیاز به تغییر سرعت اولیه‌ای حدود ۲۴ کیلومتر بر ثانیه دارد، رقمی که تقریباً با مأموریت Dawn ناسا (با ۲۳ کیلومتر بر ثانیه) قابل مقایسه است. اما پرتاب از مریخ در اوایل ۱۴۰۴ فقط به ۵ کیلومتر بر ثانیه نیاز دارد.
دلیل بررسی مریخ به عنوان نقطه پرتاب مناسب‌تر این است که 3I/ATLAS در ۱۳ مهر با فاصله تنها ۰.۲ واحد نجومی (۲۹ میلیون کیلومتر) از آن عبور می‌کند. در مقابل، نزدیک‌ترین عبور آن از زمین در ۲۸ آذر و با فاصله زیادتر ۱.۸ واحد نجومی است.
یاگینوما توضیح می‌دهد: «مدارگردهای مریخی می‌توانند از 3I/ATLAS تصویربرداری کنند، خصوصاً در زمان حضیض خورشیدی که امکان رصد از زمین وجود ندارد. داشتن تصاویر با وضوح بالا در آن زمان بسیار ارزشمند خواهد بود.»
البته، رساندن یک مأموریت از مرحله طراحی تا پرتاب زمان‌بر است. چنین مأموریتی همچنین نیازمند استفاده از پرتاب‌گرهای سنگین مانند سامانه پرتاب فضایی ناسا (SLS)، فالکون هوی اسپیس‌ایکس یا لانگ مارچ ۵ چین خواهد بود.
اعتبار تصویر: ناسا.
اکنون مدارگردهای MAVEN، Odyssey، Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) از ناسا و مدارگردهای ESA همچون Mars Express و Trace Gas Orbiter در مدار مریخ فعال هستند. به گفته یاگینوما، اگر یکی از این فضاپیماها تأیید شود و سوخت کافی داشته باشد، می‌تواند با تغییر مسیر در پایان عمر خود، به یک پرواز علمی بسیار ارزشمند بدل شود.
مطالعه همچنین پیشنهاد استفاده از فضاپیماهای موجود را مطرح می‌کند، مانند مأموریت JANUS که برای بررسی سیارک‌های دوتایی طراحی شده بود ولی به‌دلیل تأخیر در پرتاب مأموریت Psyche لغو شد. یاگینوما می‌گوید: «JANUS کوچک و سبک است، و اگر زودتر اقدام شود، ممکن است بتوان آن را به سمت 3I/ATLAS هدایت کرد.»
از دیگر گزینه‌ها، مأموریت OSIRIS-APEX است که ادامه مأموریت بازگشت نمونه از سیارک OSIRIS-REx است. این فضاپیما در شهریور ۱۴۰۴ با کمک گرانشی از زمین عبور می‌کند و از آبان می‌تواند مشاهدات دوربردی از 3I/ATLAS با دوربین‌های MapCam و PolyCam خود انجام دهد.
اکثر زمان‌بندی‌های بررسی‌شده در این مطالعه اکنون گذشته‌اند، بنابراین راه‌اندازی مأموریتی برای تعقیب 3I/ATLAS بیشتر جنبه نظری دارد. از سوی دیگر، سرعت پرواز بسیار بالا (بیش از ۶۰ کیلومتر بر ثانیه) تصویربرداری دقیق را دشوار می‌کند؛ برای مقایسه، فضاپیمای New Horizons ناسا در سال ۱۳۹۴ با سرعت ۱۴ کیلومتر بر ثانیه از کنار پلوتو عبور کرد.
در آینده، مأموریت‌هایی مانند Comet Interceptor از آژانس فضایی اروپا می‌توانند این هدف را محقق کنند. این مأموریت در نقطه لاگرانژی دوم خورشید-زمین (L2) مستقر شده و در انتظار عبور یک دنباله‌دار خواهد بود. در پیکربندی چند‌فضاپیما، Comet Interceptor می‌تواند جرم هدف را از زوایای مختلف بررسی کند.
اعتبار تصویر: آژانس فضایی اروپا (ESA).
یاگینوما می‌افزاید: «در صورت شناسایی یک جرم مناسب، این مأموریت دو فضاپیمای کوچک را برای محاصره و مطالعه جرم آزاد می‌کند. اگر یک جرم میان‌ستاره‌ای به اندازه کافی نزدیک شود، ممکن است Comet Interceptor بتواند از آن عبور نزدیکی انجام دهد. هرچند، برای چنین شانسی باید واقعاً خوش‌شانس باشیم.»
نتیجه‌گیری:
هرچه زودتر اجرام میان‌ستاره‌ای ورودی را شناسایی کنیم، فرصت‌ها و گزینه‌های بیشتری برای مطالعه آن‌ها خواهیم داشت و انرژی کمتری برای رسیدن به آن‌ها نیاز خواهد بود. به همین منظور، نسل جدید تلسکوپ‌هایی مانند رصدخانه ورا روبین نوید می‌دهند که بتوانند این اجرام را زودتر کشف کرده و راه را برای بررسی عمیق‌ترشان هموار سازند.
