Problem w tym, że 3I/ATLAS nie gra według naszych zasad. Została wykryta zbyt późno, już po tym, jak minęło okno najlepszych startów dla klasycznej, bezpośredniej misji z Ziemi. Do tego porusza się po trajektorii, która sprawia, że bardzo szybko oddala się od Słońca i od nas. W praktyce oznacza to, że typowy scenariusz typu wystrzelmy sondę i dogońmy ją w kilka lat nie działa, nawet jeśli mamy rakiety o dużych możliwościach.
Dlaczego klasyczny pościg nie ma sensu?
Główna przeszkoda to mechanika nieba i kosmiczna ekonomia energii. Żeby „złapać” taki obiekt, sonda musiałaby uzyskać ogromną prędkość względem Słońca. A to nie jest tylko kwestia tego, ile paliwa upchniesz w zbiornikach. To także kwestia tego, czy w ogóle da się zbudować trajektorię, która pozwoli na sensowne zbliżenie, a najlepiej na przelot w pobliżu obiektu z czasem na obserwacje.
Autorzy nowej propozycji podkreślają, że bezpośrednia misja została praktycznie wykluczona przez dwa czynniki: wysoką prędkość heliocentryczną 3I/ATLAS oraz fakt, że wykryliśmy ją po tym, jak minął optymalny moment startu. W tej sytuacji realny staje się co najwyżej przelot, a nie długie „spotkanie” w stylu misji do komet, które potrafią towarzyszyć im miesiącami.
To brzmi jak zimny prysznic, ale ma ważną konsekwencję: jeśli nie da się jej złapać teraz, trzeba myśleć o manewrze, który oszuka ograniczenia klasycznego pościgu. I tu pojawia się pomysł, który wraca w astronautyce jak bumerang, gdy celem jest ekstremalna prędkość.
Solar Oberth, czyli jak wycisnąć z paliwa maksimum?
Rdzeniem planu jest manewr Solar Oberth. To sztuczka, w której nie chodzi o to, by mieć nie wiadomo jak egzotyczny napęd, tylko by odpalić silniki w idealnym miejscu. Gdy sonda spada bardzo blisko Słońca, jej prędkość rośnie pod wpływem grawitacji. Jeśli wtedy wykona odpalenie, efekt energetyczny jest dużo większy niż przy identycznym odpaleniu daleko od Słońca. To jest właśnie efekt Obertha, wykorzystywany jako dopalacz dla całej trajektorii.
W propozycji opartej na symulacjach kluczowe jest to, że manewr jest pośredni. Najpierw sonda ma wejść w układ przelotów i asyst grawitacyjnych, w tym z udziałem Jowisza, żeby „ustawić się” do bardzo ciasnego podejścia pod Słońce. To brzmi paradoksalnie, bo czasem trzeba najpierw zwolnić i zmienić geometrię lotu, by dopiero potem wygenerować rekordowe przyspieszenie w pobliżu Słońca.
Najbardziej nieprzyjemny element jest oczywisty: takie podejście oznacza lot w warunkach, gdzie promieniowanie i temperatura są zabójcze dla elektroniki. W praktyce mówimy o potrzebie osłony termicznej w stylu tej, jaką ma Parker Solar Probe, bo w omawianej architekturze perihelion jest ekstremalnie niski.
Dlaczego rok 2035 pojawia się w tej historii?
W tej koncepcji nie ma dowolności. Okno startu wynika z układu Ziemia, Jowisz, Słońce i trajektorii 3I/ATLAS. Autorzy symulacji pokazują, że spośród lat 2031–2037 to właśnie 2035 daje najbardziej sprzyjające ustawienie planet i najniższe wymagania dotyczące manewru Solar Oberth. To ma znaczenie, bo zbyt wysokie wymagania przekładają się na większą masę paliwa, większy problem z osłoną termiczną i w praktyce na projekt, który przestaje być mozliwy uwzględniając obecne technologie.
W wersji referencyjnej mowa o locie liczonym w dziesięcioleciach. Symulacje wskazują na przechwycenie po około 35–50 latach, a wątek „musimy działać szybko” nie dotyczy więc tego, że sonda doleci jutro, tylko tego, że jeśli nie podejmiesz decyzji projektowych zawczasu, okno korzystnej geometrii po prostu ucieknie. W kosmosie kalendarz nie jest sugestią. Jest twardą częścią fizyki.
Ciekawe jest też to, że propozycja nie ucieka w czystą fantastykę. Autorzy opisują scenariusz z masą sondy rzędu kilkuset kilogramów i rozważają użycie kilku silników na paliwo stałe do odpalenia przy Słońcu. Pojawia się nawet odniesienie do możliwości wyniesienia takiej misji przy użyciu dużych systemów startowych, jeśli byłyby dostępne w odpowiedniej konfiguracji.
Co w ogóle daje nam bliski przelot obok komety międzygwiazdowej?
Najważniejszy argument nie brzmi: bo to będzie fajne. Jest to próbka innego układu planetarnego, która sama do nas przyleciała. Komety i planetoidy są resztkami procesu formowania planet, a obiekt międzygwiazdowy to resztka formowania planet gdzie indziej. Nawet pojedynczy przelot z dobrymi instrumentami może powiedzieć dużo o składzie, aktywności, pyle, lodach i o tym, jak wygląda materiał budulcowy w innych częściach Galaktyki.
Jest tu też drugi poziom sensu, mniej oczywisty, ale bardzo praktyczny. Techniki typu Solar Oberth są dyskutowane nie tylko dla obiektów międzygwiazdowych. One wracają przy tematach takich jak bardzo odległe cele Układu Słonecznego, hipotetyczne „Planet Nine”, a nawet koncepcje misji wykorzystujących soczewkę grawitacyjną Słońca. Jeśli ktoś dopracuje architekturę, termikę i procedury dla ekstremalnego perihelionu, zyskuje narzędzia, które potem można wykorzystać wielokrotnie.
Łatwo zachwycić się samą ideą rekordowych prędkości, ale w tej koncepcji największym potworem jest środowisko blisko Słońca. Osłona termiczna, zarządzanie temperaturą, przetrwanie elektroniki i komunikacji, a także precyzja nawigacji w tak agresywnych warunkach to rzeczy, które potrafią zabić projekt szybciej niż brak paliwa.
Drugi potwór to czas. Lot trwający kilkadziesiąt lat oznacza, że misja musi przeżyć nie tylko kosmos, ale i zmiany na Ziemi: w finansowaniu, w priorytetach agencji, w technologii łączności, w standardach bezpieczeństwa. To są problemy ziemskie, ale w długich misjach bywają równie groźne, jak promieniowanie kosmiczne.
Mimo tego propozycja jest cenna, bo pokazuje, że nawet po spóźnionym wykryciu obiektu międzygwiazdowego nie jesteśmy skazani wyłącznie na obserwacje teleskopowe. Możemy myśleć o misji, która nie wygra szybkością tu i teraz, ale wygra sprytem trajektorii i cierpliwością.