ماموریت ۲۰۳۵ برای تعقیب یک مهمان بینستارهای: نقشهریزی برای ملاقات با ۳آی/آتلاس
- سومین شیء بینستارهای کشفشده، ۳آی/آتلاس، چالشهای بزرگی برای ماموریتهای تعقیب ایجاد کرده است.
- پژوهشگران با استفاده از نرمافزار OITS نشان دادهاند که یک ماموریت با مانور «اُبرت خورشیدی» در سال ۲۰۳۵ میتواند به این شیء برسد.
- در این مانور، فضاپیما در نزدیکترین نقطه به خورشید با روشن کردن موتورها، به سرعت بسیار بالایی دست مییابد.
- زمان سفر این ماموریت حدود ۵۰ سال برآورد شده که به لطف همترازی خاص سیارات در سال ۲۰۳۵ به حداقل میرسد.
- مطالعه مستقیم چنین اجرامی اطلاعات انقلابی درباره تشکیل سامانههای سیارهای دیگر در اختیار بشر قرار میدهد.
چالشهای ملاقات با یک مسافر بینستارهای
کشف سومین شیء بینستارهای شناختهشده با نام ۳آی/آتلاس، هیجان زیادی در جامعه علمی ایجاد کرد. این کشف بلافاصله ایده ماموریتهای ملاقات و مطالعه نزدیک را مطرح ساخت. با این حال، طراحی یک ماموریت برای تعقیب و رسیدن به چنین جرمی، با موانع فنی و محاسباتی عظیمی روبرو است.
سرعت بسیار بالا و مدار خاص این شیء، اصلیترین چالشها محسوب میشوند. ۳آی/آتلاس با سرعتی فراتر از ۶۰ کیلومتر بر ثانیه در حال حرکت است و زمانی کشف شد که از مداری نزدیک به مشتری نیز عبور کرده بود. این تاخیر در کشف، عملاً زمان بهینه برای پرتاب یک ماموریت مستقیم و سرراست را از دسترس خارج کرده بود.
حتی ماموریتهای از پیش برنامهریزیشده مانند «کُمِت اینترسِپتور» آژانس فضایی اروپا نیز در صورت آمادهبودن، با دشواریهای زیادی برای ملاقات با این مهمان ناخوانده مواجه میشدند. این شرایط، پژوهشگران را به سمت یافتن راهحلهای غیرمستقیم و مبتکرانه سوق داد.
راهحل مبتکرانه: مانور اُبرت خورشیدی
یک تیم تحقیقاتی از «ابتکار برای مطالعات بینستارهای» راهحل جالبی ارائه دادهاند. به جای یک ماموریت مستقیم که از زمین آغاز شود، آنها بر روی یک ماموریت با تاخیر که در سال ۲۰۳۵ پرتاب خواهد شد، تمرکز کردهاند. کلید موفقیت این ماموریت، اجرای یک مانور پیچیده به نام «مانور اُبرت خورشیدی» است.
در این مانور، فضاپیما ابتدا به سمت خورشید حرکت میکند. با نزدیک شدن به خورشید، سرعت آن تحت تاثیر گرانش شدید ستاره، به طور چشمگیری افزایش مییابد. در نقطه اوج این نزدیکی، فضاپیما موتورهای خود را روشن میکند. این احتراق در لحظهای که فضاپیما در بالاترین سرعت مداری خود است، انجام میشود و بهرهوری انرژی را به حداکثر میرساند.
نتیجه، یک شتابگیری عظیم است که فضاپیما را با سرعتی بسیار بالا به سوی هدف پرتاب میکند. این اثر که به «اثر اُبرت» معروف است، مانند یک قلابسنگ غولپیکر خورشیدی عمل میکند.
شبیهسازی و زمانبندی بهینه ماموریت
پژوهشگران با استفاده از نرمافزار تخصصی طراحیشده توسط آدام هیبرد به نام «نرمافزار بهینه مسیر بینسیارهای» امکانسنجی این ایده را بررسی کردند. شبیهسازیها نشان داد که یک ماموریت پرتابشده در سال ۲۰۳۵ میتواند با استفاده از این مانور، موفق به ملاقات با ۳آی/آتلاس شود.
انتخاب سال ۲۰۳۵ تصادفی نیست. این تاریخ به دلیل یک همترازی نجومی خاص و مطلوب بین زمین، مشتری، خورشید و خود شیء ۳آی/آتلاس انتخاب شده است. این همترازی باعث میشود تا نیاز به پیشرانش در مانور اُبرت به حداقل برسد و همچنین عملکرد مورد نیاز از حامل پرتاب نیز کاهش یابد.
[[SARDABIR_IMG_0]] با این حال، این یک سفر کوتاه نخواهد بود. مدت زمان پرواز برای رسیدن به هدف، حدود ۵۰ سال برآورد شده است. اگرچه محققان اشاره میکنند که این زمان میتواند با بهینهسازیهای بیشتر، اندکی کاهش پیدا کند.ارزش علمی انقلابی مطالعه اجرام بینستارهای
علیرغم زمان طولانی سفر، دادههای علمی که از چنین ماموریتی به دست میآید، میتواند انقلابی در درک ما از کیهان ایجاد کند. سیارکها و دنبالهدارها در واقع مصالح باقیمانده از فرآیند تشکیل سامانههای سیارهای هستند.
مطالعه یک شیء بینستارهای مانند ۳آی/آتلاس، پنجرهای مستقیم به مواد تشکیلدهنده یک سامانه ستارهای دیگر است. این کار بدون نیاز به ارسال فضاپیما به اعماق فضا و سفرهای چندقرنی به سوی ستارههای نزدیک انجام میشود. ترکیب شیمیایی، ساختار و تاریخچه چنین اجرامی، اسرار شکلگیری سیارات در کهکشان را فاش خواهد کرد.
این ماموریتها میتوانند تمام آنچه را که نیاز داریم درباره سامانههای سیارهایی دیگر بدانیم، در اختیارمان قرار دهند. حتی اگر هرگز نتوانیم به ستارههای نزدیک سفر کنیم، مسافران بینستارهای خود به سوی ما میآیند و رازهایشان را با خود حمل میکنند.
آینده اکتشاف بینستارهای
اگرچه فناوریهای پیشرفتهتری مانند پیشرانش انرژی هدایتشده نیز برای تعقیب چنین اجرامی در حال بررسی است، اما سطح آمادگی فناوری آنها احتمالاً چند دهه با تحقق عملی فاصله دارد. ماموریت مبتنی بر مانور اُبرت خورشیدی، با تکیه بر فناوریهای موجود و اثباتشده قابل طراحی است.
این رویکرد نشان میدهد که با بهرهگیری هوشمندانه از مکانیک مداری و قوانین فیزیک، میتوان بر محدودیتهای سرعت و انرژی فعلی فائق آمد. پروژههایی مانند «پروژه لیرا» برای تعقیب اولین شیء بینستارهای کشفشده به نام اوموآموآ نیز از همین اصول بهره میبرند.
ماموریت پیشنهادی برای ۳آی/آتلاس، گامی بلند و جسورانه در مرزهای اکتشاف فضای بینستارهای است. این ماموریت نه تنها یک دستاورد فنی، بلکه یک جهش بزرگ در دانش بشر از جایگاه خود در کیهان خواهد بود.
منبع: Futurecdn
اخبار علم و فناوری