Dolazak međuzvijezdanog objekta 3I/ATLAS u naš sustav, tek trećeg ikada otkrivenog, potaknuo je pravu lavinu prijedloga za misiju koja bi mu se približila i proučila ga iz neposredne blizine. Znanstveni podaci koje bi takav izravan susret donio bili bi revolucionarni u svakom pogledu, no arhitektura misije za presretanje međuzvjezdanog putnika pred dizajnere i planere postavlja goleme izazove. Ključni problem je tehnološka spremnost predloženih pogonskih sustava, koji se kreću od klasičnih kemijskih raketa pa sve do futurističkog pogona na usmjerenu energiju .
Dosadašnji prijedlozi uglavnom su se fokusirali na kemijske rakete lansirane sa Zemlje, poput NASA-ine misije Janus ili ESA-inog projekta Comet Interceptor, dok su neki razmatrali čak i preusmjeravanje postojećih sondi, poput Juna, kako bi se susrele s kometom. Međutim, u novom znanstvenom radu, istraživači iz Inicijative za međuzvjezdana istraživanja (i4is) predlažu potpuno odustajanje od izravne misije koja bi se lansirala danas. Umjesto toga, oni dokazuju kako bi misija lansirana 2035. godine mogla presresti 3I/ATLAS koristeći neizravni, takozvani “Solar Oberth manevr.”
Prekasno za izravan napad
Studiju je vodio Adam Hibberd, inženjer i istraživač astronautike pri Inicijativi za međuzvjezdana istraživanja (i4is) te direktor tvrtke Hibberd Astronautics Ltd. Uz njega su radili T. Marshall Eubanks, glavni znanstvenik u Space Initiatives Inc. i izvršni direktor Asteroid Initiatives LLC, te Andreas Hein, izvanredni profesor zrakoplovnog inženjerstva na Sveučilištu u Luxembourgu. Njihov rad već je prihvaćen za objavu u časopisu Journal of the British Interplanetary Society (JBIS).
Najveći izazovi za izravnu misiju prema 3I/ATLAS-u proizlaze iz njegove nebeske mehanike, iznimno velike brzine u odnosu na Sunce te kasnog otkrića. Zbog toga je praktično nemoguće da letjelica s vlastitim pogonom uhvati komet i prati ga tijekom duljeg vremena, što onemogućuje detaljno proučavanje. Stoga je jedina realna opcija prolazna misija (flyby). No, zbog velike brzine i kasnog otkrića, čak ni takav izravan susret nije izvediv jer je optimalni rok za lansiranje prošao prije nego što je komet uopće otkriven.
“3I/ATLAS je otkriven prekasno, već unutar orbite Jupitera i krećući se brzinom većom od 60 kilometara u sekundi,” pojašnjava Hibberd. “Pokazalo se da je to bilo nakon idealnog datuma za lansiranje. Čak bi i letjelica Comet Interceptor imala problema da je u trenutku otkrića već bila smještena u L2 točki sustava Sunce-Zemlja.”
Kozmički zamah u blizini Sunca
Upravo je ovdje Hibberd upotrijebio svoj softver OITS (Optimum Interplanetary Trajectory Software) kako bi procijenio izvedivost misije. Taj je alat već potvrdio svoju vrijednost pri planiranju složenih putanja, uključujući i prethodnu studiju projekta Lyra za presretanje ‘Oumuamue, prvog ikada uočenog međuzvjezdanog posjetitelja. Ključ uspjeha softvera OITS leži u preciznom izračunu gravitacijskih praćki i Oberthovih manevara.
Gravitacijska praćka koristi gravitacijsko polje planeta ili mjeseca kako bi letjelica dobila na ubrzanju i promijenila smjer bez prevelike potrošnje goriva. Oberthov manevar je, s druge strane, znatno složeniji pothvat: letjelica koristi snažnu gravitaciju Sunca te u trenutku najvećeg približavanja (perihelu) pali svoje motore. Tim se postupkom postiže ekstremno visoka heliocentrična brzina, dovoljna da sonda napusti Sunčev sustav ili sustigne međuzvjezdani objekt koji je već odmaknuo duboko u svemir.
“Solarna varijanta Oberthova manevra osmišljena je upravo za situacije kada je međuzvjezdani objekt već prošao točku najbližu Suncu i ubrzano se udaljava”, objašnjava Hibberd. “Svjesni smo da letjelica mora razviti nevjerojatnu brzinu kako bi uhvatila takav objekt, a to postižemo iskorištavanjem takozvanog Oberthova efekta. Dok letjelica ubrzava u snažnom zagrljaju Sunčeve gravitacije, njezina brzina raste sve do točke najvećeg približavanja; upravo u tom kritičnom trenutku sonda pali svoje raketne motore kako bi maksimalno iskoristila efekt izbacivanja i što brže pojurila prema cilju, kometu 3I/ATLAS.
Znanstveni ulog koji opravdava čekanje
Simulacije su potvrdile da je presretanje izvedivo, no ključ uspjeha leži u preciznom tajmingu: lansiranje bi se moralo dogoditi 2035. godine kako bi se iskoristilo savršeno poravnanje Zemlje, Jupitera i kometa 3I/ATLAS. Putovanje bi trajalo punih 50 godina, iako Hibberd napominje kako postoji prostor za neznatno skraćivanje tog roka. Upravo je 2035. godina presudna jer tadašnji položaj nebeskih tijela omogućuje najpovoljniju putanju uz minimalno opterećenje pogonskog sustava i rakete-nosača, uz istovremeno najkraće moguće vrijeme leta do cilja.
Iako se pola stoljeća u dubokom svemiru čini kao vječnost, znanstveni podaci koje bi takva misija donijela bili bi bez preuveličavanja revolucionarni. Asteroidi i kometi su zapravo “vremenske kapsule”, ostaci materijala iz vremena formiranja planetarnih sustava. Proučavanjem međuzvjezdanih posjetitelja mogli bismo razotkriti tajne udaljenih zvjezdanih sustava bez potrebe za slanjem sondi koje bi do njih putovale stoljećima. Dok se futuristički koncepti, poput pogona na usmjerenu energiju koji se istražuje u sklopu projekta “Swarming Proxima Centauri”, još uvijek nalaze u povojima i vjerojatno su desetljećima daleko od praktične primjene, rješenje imamo već danas.
Letjelica izgrađena trenutno dostupnom tehnologijom, koja se oslanja na provjereni Solarni Oberthov manevar, mogla bi dosegnuti međuzvjezdanog putnika u istom vremenskom okviru kao i bilo koji futuristički pogon. Čak i ako nikada ne pošaljemo sondu do obližnjih zvijezda, ovakav bi nam presretač mogao otkriti sve što želimo znati o svjetovima izvan našeg kozmičkog susjedstva.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
