欧洲航天局(ESA)的科学家们正致力于一项新的“快速”任务,即首次飞越原始彗星 - 意味着从未接近过太阳的彗星。自1978年第一次彗星任务以来,许多太空机构已经制造了十几个彗星飞行物,包括一个集合点和着陆点。
但是,从来没有一次任务试图在第一次向太阳投降时探测彗星,当时它的前加热表面几乎没有变化,大约在45亿年前太阳系发生时形成。
最近批准的任务名为 Comet Interceptor,它在接近目标时的作用也将是独一无二的。
它不是简单地飞过,而是分成四个部分,每个部分都会以略微不同的轨迹飞过彗星。
其中三个将是微型仪器包,它将从不同角度观察彗星。这将使科学家能够回到地球上,不仅可以创建详细的3D模型,还可以创建周围的气体,灰尘和等离子体。
第四艘将是母船,它将从较小的探测器收集数据并将其传回地球。
“这是一个新颖的概念,”欧洲航天局科学理事会战略,规划和协调办公室主任Fabio Favata说。
任务的细节尚未确定,但在其描述中使用“快速”一词并不意味着它将以翘曲的速度行进。
相反,该术语适用于任务的快速发展时间表。如果一切按照计划进行,那么从提案选择到发布只需要八年时间 - 这是太空任务的极快速度。
法瓦塔说,预算也很低,估计成本约为1.5亿欧元。
他补充说,该计划是用于预计重约800公斤的宇宙飞船,与欧洲航空航天局正在研究的ARIEL太空望远镜共用,计划于2028年发射。
这两个任务将被部署到一个称为拉格朗日点2(L2)的位置,距离地球约1,500,000公里,直接从太阳向外。在那里,地球和太阳的重力合谋允许物体一旦放置在那里,就可以无限期地保留,只需要进行一些小的修正。
ARIEL将使用L2进行观察。彗星拦截器将停在那里,等待天文学家发现一颗合适的入射彗星 - 或者,如果他们非常幸运的话,就像'Oumuamua,2017年射穿太阳系的雪茄形星际物体。
这样一来,当彗星或星际闯入者被发现时,不必急于建造和发射太空船(考虑到大多数彗星都没有提前发现的事实,这是一项或多或少不可能完成的任务),彗星拦截器将准备就绪并等待。
即使在相对有限的前置时间内,它也应该可以移动到地球轨道位置前方或后方2亿公里的位置,从而可以拦截不靠近地球本身的彗星。
“我们将获得多长的准备时间取决于何时发现彗星,”法瓦塔说。
快速移动的是Comet拦截器需要拦截的对象。
速度有多快取决于物体的精确原点和物体进入的角度。
“如果它与地球的方向相同,遇到的速度将是适中的,”法瓦塔说。
“如果它逆行,它可能达到每秒数十公里。”
Favata补充说,使用三个可拆卸仪器包的一个优点是它可以让它们比母船更安全地靠近彗星。
众所周知,彗星会在太阳升温时喷射灰尘,如果母船撞到太多高速灰尘,那么将数据返回地球可能会造成严重损坏。但是,如果要销毁三个仪器包中的一个,那么还有两个要备份它们。
因此,法瓦塔解释说,“较小的航天器可以靠近发送,因为它们可以承担更高的风险”。虽然他指出这些简单的探测器“应该被认为是自主科学仪器,而不是航天器”。
随着在地球轨道上使用微小CubeSat的繁荣表明,使用这种小型化空间探测器不会成为任务的主要技术挑战之一。
“但它肯定是新奇元素之一,”法瓦塔说。
与此同时,其他科学家们也很兴奋,因为这项任务将有机会将彗星与太空船唯一的其他近原始外太阳系物体进行比较:Ultima Thule,一个距离美国国家航空航天局65亿公里远的物体。 New Horizons太空船于2019年1月1日飞过。
美国科罗拉多州西南研究所(SWRI)的行星科学家约翰斯宾塞和新视野团队的成员约翰斯宾塞说,目前的理论认为大多数彗星形成的距离比像Ultima Thule这样的物体更接近太阳。
与巨行星的相互作用然后将这些原始彗星投射到奥尔特云中,这是太阳系的一个遥远的区域,距离万亿或更远。在那里,它们一直存在,等待引力推动最终使它们陷入太阳变成彗星。
Spencer说,如果彗星拦截器发现这样的彗星类似于Ultima Thule,那将意味着在柯伊伯带和奥尔特云中形成两个物体的过程是相似的,即使它们位于太阳系的完全不同的部分。
但是,他说,“它们可能看起来有所不同,或者是因为形成过程与太阳更接近,或者因为奥尔特云物体在被弹射之前经历了更多的撞击 - 或者在它们第一次进入太阳的过程中发展得非常快,我们可以把宇宙飞船送给他们“。
无论答案是什么,他说,“我们迫不及待想要找到答案”。