Így tudnánk közelről megvizsgálni a titokzatos 2I/Borisov üstököst, ami a Naprendszeren túlról érkezett hozzánk

Ahogy arról múlt hét kedden arról beszámoltunk, augusztus végén felfedezték az első olyan üstököst, amely a csillagközi térből látogatja meg a Naprendszerünket. A 2I/Borisov az 1I/'Oumuamua után a második olyan sikeresen megfigyelt égitest, amely pályája alapján Naprendszerünkről kívülről érkezett.

Az égitestet Gennagyij Boriszov amatőr csillagász fedezte fel augusztus 30-án, a Krím-félszigeten felállított MARGO teleszkópjával. Néhány nappal később, ahogy az égitest pályájáról több információ állt rendelkezésre, a NASA JPL kutatóintézetének Scout (felderítő) rendszere, amely frissen felfedezett Föld-közeli objektumokat vizsgál, automatikusan csillagközi eredetűként katalogizálta az objektumot.

Az 2I/Borisov csillagközi eredetű üstökös pályája a Naprendszer síkján keresztül.Gif: NASA/JPL-Caltech

Három nappal ezelőtt a Nemzetközi Csillagászati Unió Kis Égitest Központja hivatalosan is megerősítette, hogy az üstökös biztosan csillagközi eredetű. A 2I/Borisov szinte biztosan a Tejútrendszer, tehát galaxisunk fősíkjából származik, potenciálisan a 13 fényévre lévő Kruger 60 kettőscsillag-rendszerből.

Az első megfigyelésekből világossá vált, hogy az objektum egy üstökös, azaz kis, jeges égitest, amelynek jégből és kőzettörmelékből álló magjából por és gázok távoznak, létrehozva az üstökös kómáját és esetenként a csóváját. A Kanári-szigeteki Nagy Távcső megfigyelései alapján a 2I/Borisov összetétele a Naprendszerbeli üstökösökére hasonlít, a magja pedig nagyjából 0,7-3,3 kilométer átmérőjű.

A Hawaii-on található Gemini obszervatórium felvétele az 2I/Borisov csillagközi üstökösről. A képen látható színes csíkok távoli csillagok.Fotó: Gemini Obszervatórium/NSF/AURA

A 2I/Borisov jelenleg 383 millió kilométerre van a Naptól, és 116 ezer km/h-s sebességgel halad (ez önmagában jelzi csillagközi eredetét), úgynevezett hiperbolikus pályán, nagyjából 40 fokban a Naprendszer síkjára nézve – ez az a sík, ahol a bolygók és nagyobb égitestek többsége kering a Nap körül. Az objektum decemberben lesz a legközelebb a Földhöz, amikor is 300 millió kilométerre halad el bolygónktól, a Mars pályáján kívül.

Amikor űrszondát küldünk egy új objektumhoz, mindig meglepetések várnak

Az üstököst a következő hónapokban a lehető legtöbb földi és Föld körüli pályán keringő teleszkóp segítségével, köztük a Hubble-űrtávcsővel is megvizsgálják majd a szakemberek.

Az elmúlt 57 év során, ami az első sikeres bolygóközi űrszonda, a Mariner 2 Vénusszal való találkozása óta eltelt, sokszor bebizonyosodott, hogy elképesztő meglepetések várnak ránk, ha nem távolról, hanem közvetlen közelről vizsgálunk bolygókat vagy kisebb égitesteket. Erre talán az egyik legjobb példa az amerikai űrhivatal, a NASA New Horizons űrszondája által idén januárban felderített, lapos hóemberre emlékeztető 2014MU69 (becenevén: Ultima Thule). Ez a Földről halvány pontnak tűnő, nagyon távoli kis objektum az űrszondás felderítésnek köszönhetően kulcsfontosságú információkkal szolgál a kutatóknak a Naprendszer és a bolygók keletkezéséről.

Három, a csillagközi utazás lehetőségeit vizsgáló Csillagközi Kutatások Intézetében dolgozó brit kutató nemrég kidolgozta a módszert, amivel egy innovatív űrszonda és orbitális pálya segítségével közelről szemügyre lehetne venni az égitestet, kizárólag a jelenleg rendelkezésre álló technológiákat felhasználva. Egy ilyen küldetés páratlan információkat szolgáltatna egy másik bolygórendszerről, ahonnan az üstökös eredetileg származik, és a csillagközi környezetről, amelyben az üstökös eddig utazott. A felvázolt forgatókönyvhöz 2030-ban kellene elindítani a szondát, amely 2045-ben érkezne meg az üstökös közelébe.

Irány a Nap!

A küldetés koncepciójának kidolgozásához az OITS (optimális bolygóközi pálya) szoftvert használták a szakemberek. Először megnézték, hogy mi lett volna az optimális pálya az üstököshöz, ha azt hamarabb sikerül felfedezni. Arra jutottak, hogy egy 2018 júliusi indítás esetén a SpaceX Falcon Heavy rakétája képes lett volna a 2I/Borisovhoz juttatni egy kéttonnás szondát, ami idén október elején haladt volna el az üstökös mellett. Ez az elemzés megmutatja, hogyha a jövőben néhány évvel a Föld Naphoz való közelsége előtt sikerül felfedezni ezeket a Naprendszeren áthaladó objektumokat, teljesen reális lehetőség űrszondát küldeni hozzájuk, vagy a megfelelő helyre vezérelni a parkolópályán lévő szondákat. 

Az 2I/Borisov azonban innovatív manővereket és Naprendszerbeli pályákat felhasználva mai technológiával is meglátogatható lenne. Ehhez a szondát a Földről 2030-ban a Jupiter felé kellene indítani. A gázóriás melletti, 2031 végi, megfelelő pályán történő elhaladás a Nap irányába gyorsítaná a szondát.

A NASA Parker Solar Probe űrszondája, amely nemrég lett túl harmadik sikeres Nap-megközelítésénIllusztráció: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

A Naphoz való legnagyobb közelség során, 2032-ben a szonda egy úgynevezett Oberth-manővert hajtana végre. Ekkor a Naptól való kis, akár 3-Nap-sugárnyi távolságot kihasználva gyorsítaná fel magát a hajtóművével segítségével. A manőver után a szonda Naprendszert elhagyó pályára kerülne, és 2045-ben utolérné az üstököst.

De realisztikus-e mindez?

Az indításhoz a legnagyobb elérhető rakétára, a NASA SLS-rendszerére lenne szükség, amely egy szilárd-hajtóanyagú gyorsítórakétát és magát a szondát szállítaná. A Nap melletti elhaladáshoz a NASA Parker Solar Probe űrszondájánál sikerrel használt hővédőpajzs nagyobb verzióját kellene alkalmazni.

Mindez eddig jól hangzik, a bökkenő azonban az, hogy a szonda maga mindössze három kilogramm súlyú lehetne, vagy hővédő pajzsával együtt kilenc kilogramm. Ez nagyon szűkösen férne bele még a CubeSat mikroműhold-méretbe is, ugyanakkor talán nem elérhetetlen. Ezt mutatja, hogy a NASA InSight Mars-szondájának tavalyi landolásakor a szonda jeleit két CubeSat kategóriás robotszonda, a MarCO-A és MarCO-B közvetítette a Földre sikerrel. Ez volt az első alkalom, amikor ilyen kis méretű űreszközöket bolygóközi űrszondaként használtak.

Természetesen egészen más szintű kihívás 13 kilogrammos kis szondákat a Marsnál átjátszónak használni és pár képet készíteni velük, mint egy kevesebb mint negyed akkora tömegűvel a Naptól nagyon távol elszáguldani egy üstökös mellett, és arról részletes tudományos megfigyeléseket gyűjteni. Összehasonlításképp a Pluto rendszert és a cikkben korábban említett 2004MU69 Kuiper-övbeli objektumot felderítő New Horizons szonda 478 kilogramm tömegű volt – most kevesebb mint századával kellene megoldani a feladatot. 

Ha 2030-ig nem is sikerül összerakni a megfelelően kis szondát, a tanulmány egyértelműen megmutatja, hogy innovatív megoldásokkal nem kizárt ezeknek az objektumoknak a vizsgálata. Az is valószínű, hogy a teleszkóprendszerek fejlődésével még több csillagközi térből érkező objektumot fedezünk majd fel, ráadásul egyre korábban, így előbb-utóbb szinte biztosan meglátogatja majd valamelyiket egy űrszonda, feltárva egy másik bolygórendszer titkait.