عندما تم اكتشاف Oumuamua ، وهو أول جسم بين نجمي على الإطلاق يمر عبر النظام الشمسي ، في عام 2017 ، أظهر بعض الخصائص غير المتوقعة التي تركت علماء الفلك في حيرة من أمرهم. كان شكلها الطويل ، وعدم وجود غيبوبة ، وحقيقة أنها غيرت مسارها كلها مفاجئة ، مما أدى إلى العديد من النظريات المتنافسة حول أصلها: هل كانت جبل جليد الهيدروجين عرض إطلاق الغازات ، أو ربما شراعًا شمسيًا خارج كوكب الأرض (آسف يا رفاق ، ليس من المحتمل) في رحلة الفضاء السحيق؟ قد لا نعرف الإجابة أبدًا ، لأن أومواموا كان يتحرك بسرعة كبيرة ، ولوحظ بعد فوات الأوان ، للحصول على نظرة جيدة.
قد يكون الوقت قد فات بالنسبة لأومواموا ، لكن يمكننا أن نكون مستعدين للزائر الغريب القادم بين النجوم إذا أردنا ذلك. يمكن تصميم وبناء مركبة فضائية لالتقاط مثل هذا الجسم في أي لحظة. تم طرح فكرة المعترض بين النجوم مثل هذا من قبل العديد من الخبراء ، وتمويل دراسة مثل هذا مفهوم تم منحه حتى من خلال برنامج المفاهيم المتقدمة المبتكرة (NIAC) التابع لوكالة ناسا. ولكن كيف بالضبط سيعمل مثل هذا المعترض؟
جديد ورق صدر في ArXiv في 27 يونيوذيستكشف تصميم مهمة واحدًا محتملاً. يقترح الاقتراح المستمد من دراسة NIAC الجمع بين تقنية الشراع الشمسي والقدرة على تصغير مجسات الفضاء إلى أحجام صغيرة وخفيفة الوزن.
مهام مثل مسبار IKAROS التابع لـ JAXA إلى كوكب الزهرة وجمعية الكواكب مستمرة LightSail 2 أظهر المشروع في مدار الأرض أن الأشرعة الشمسية ، التي تستخدم فوتونات من الشمس لتسريعها ، هي أنظمة دفع ممكنة تمامًا. وبالمثل ، فإن الاستخدام الناجح لـ CubeSats في المهمات بين الكواكب قد أظهره مختبر الدفع النفاث في عام 2018. لقد أرسلوا اثنين من الأقمار الصناعية CubeSats ، تسمى مكعب المريخ واحد (MarCO-a و MarCO-b) لمرافقة مركبة الإنزال InSight في رحلتها إلى الكوكب الأحمر. عملت CubeSats مثل السحر.
عند الجمع بين الأشرعة الشمسية والأقمار الصناعية المكعبة يمكن أن تكون أداة قوية للاستكشاف.
لاعتراض جسم بين النجوم ، تقترح الورقة أنه يمكن إطلاق CubeSat المبحر بالشمس في وقت مبكر ، 'وقوف' في مدار حول الشمس حيث سينتظر بهدوء لاكتشاف الجسم المثير للاهتمام التالي الذي يستحق المتابعة. تسمح مركبة سريعة الاستجابة مثل هذه بتصميمات مختلفة للمهمة. يمكن لمهمة مدتها خمس سنوات ، على سبيل المثال ، اللحاق بالركب ودراسة جسم ما بين النجوم بسهولة ، وإرسال إرسال إلى الأرض نوع البيانات التي فشلنا في الحصول عليها من أومواموا. من ناحية أخرى ، يمكن لمركبة فضائية مماثلة تنفيذ مهمة عودة ، إذا أعطيت إطارًا زمنيًا أطول يبلغ عشر سنوات.
انطباع الفنان عن أول كويكب / مذنب بين النجوم ، 'أومواموا'. تم اكتشاف هذا الكائن الفريد في 19 أكتوبر 2017 بواسطة تلسكوب Pan-STARRS 1 في هاواي. الائتمان: ESO / M. كورنميسر
أحد التحديات الهندسية الرئيسية لمثل هذه المهمة يتعلق بقدرة الشراع الشمسي على إدارة الحرارة. سيتعين على المعترض أن يسافر بالقرب من الشمس أكثر من أي اختبارات سابقة للشراع الشمسي ، والتي عادة ما تستخدم الألمنيوم المطلي بكابتون. قد تمكنها خصائص هذه المادة من البقاء على قيد الحياة في حدود 0.15 وحدة فلكية من الشمس دون أن تذوب ، ولكن يجب النظر بعناية في حماية آليات التحكم وأنظمة المركبات الفضائية الأخرى دون إضافة الكثير إلى كتلة المركبة الفضائية. ثقيل جدًا ، ولن يتمكن الشراع من اللحاق بالهدف.
إن قيمة مركبة فضائية اعتراضية كهذه واضحة جدًا. على الرغم من أننا رأينا فقط جسمين بين النجوم حتى الآن ، فمن المحتمل أنهما يمران طوال الوقت. سيساعدنا ظهور التلسكوبات الأفضل عبر الإنترنت في هذا العقد في العثور عليها ، لكنها تتحرك بسرعة ولا تبقى لفترة طويلة. إذا أردنا دراسة جسم بين النجوم عن قرب ، فسنكون مستعدين له ، ومن المحتمل أن تكون المركبة الفضائية المعترضة ذات الاستجابة السريعة هي أفضل فرصة لنا للنجاح.
يتعلم أكثر:
دارين جاربر ، لويس دي فريدمان ، أرتور دافويان ، سلافا جي توريشيف ، ناحوم ميلاميد ، جون ماكفي ، وتود إف شيرين ، ' مهمة استجابة سريعة للالتقاء بجسم بين النجوم . ' ArXiv preprint.
رصيد الصورة المميز: John Ballentine.
