Le Southwest Research Institute (SWRI) a terminé une étude de mission détaillant comment un vaisseau spatial proposé pourrait voler par une comète interstellaire, fournissant des informations remarquables sur les propriétés des corps provenant au-delà de notre système solaire. Le projet SWRI a développé la conception de la mission, les objectifs scientifiques, la charge utile et les exigences clés basées sur les détections précédentes d'objets interstellaires (ISO). En utilisant la découverte récente de 3i / Atlas, l'équipe a validé le concept de mission, déterminant que 3i / Atlas aurait pu être intercepté et observé par le vaisseau spatial proposé.
En 2017, l'objet désigné 1i / 'Oumuamua est devenu la première comète interstellaire (ISC) détectée dans le système solaire. Son identification et sa nomenclature de dénomination commence par le numéro 1, car c'est le premier objet de ce type à être découvert, suivi d'un « I » pour interstellaire, et « »oumuamua », qui est le nom de l'objet – un mot hawaïen signifiant « un messager de la fin de la fin. »
Sa découverte a été rapidement suivie de la découverte de la deuxième comète interstellaire, ISC 2I / Borisov en 2019, et maintenant cette année, ISC 3I / Atlas, qui a fait la une des journaux mondiaux car il est devenu le troisième objet interstellaire officiellement reconnu pour faire partie de notre système solaire. Alors que de nouvelles installations astronomiques comme l'Observatoire Vera Rubin de la National Science Foundation développent de nouvelles enquêtes et que ces capacités se développent, les astronomes s'attendent à découvrir beaucoup plus d'ISC au cours de la prochaine décennie.
« Ces nouveaux types d'objets offrent à l'humanité la première occasion possible d'explorer de près les organismes formés dans d'autres systèmes vedettes », a déclaré le vice-président associé du SWRI, le Dr Alan Stern, un scientifique planétaire qui a dirigé le projet d'étude. « Un survol ISC pourrait donner des informations sans précédent sur la composition, la structure et les propriétés de ces objets, et elle élargirait considérablement notre compréhension des processus de formation du corps solide dans d'autres systèmes étoiles. »
Les scientifiques estiment que de nombreux objets interstellaires d'origine extrasolaire passent à l'intérieur de l'orbite de la Terre chaque année, et que jusqu'à 10 000 passent à l'intérieur de l'orbite de Neptune au cours d'une année donnée. L'étude de recherche interne dirigée par SWRI a relevé les défis de conception uniques et a défini les besoins des coûts et de la charge utile associés à une mission ISC. Le concept de mission pourrait être proposé par la suite à la NASA. Les trajectoires hyperboliques et les vitesses élevées de ces objets empêchent les en orbite avec la technologie actuelle, mais l'étude SWRI a montré que la reconnaissance du survol est réalisable et abordable.
« La trajectoire de 3i / Atlas se situe dans la gamme interceptable de la mission que nous avons conçue, et les observations scientifiques faites lors d'un tel survol seraient révolutionnaires », a déclaré Matthew Freeman de SWRI, le chef de projet de l'étude. « La mission proposée serait également un modèle de missions à grande vitesse.
Les scientifiques du SWRI et leurs collaborateurs externes dans l'étude ont établi les principaux objectifs scientifiques complets pour une mission à un ISC. La détermination des propriétés physiques du corps offrirait des informations à sa formation et à son évolution. L'examen de la composition ISC pourrait aider à expliquer ses origines et à interpréter comment les forces évolutives ont affecté la comète depuis sa formation. Encore un autre objectif est d'étudier soigneusement la nature du coma de l'objet, l'atmosphère échappante émanant de son corps central.
Pour développer des options de trajectoire de mission, SWRI a développé un logiciel qui a généré une population synthétique représentative d'ISCS a ensuite calculé une trajectoire énergétique minimale de la Terre au chemin de chaque comète.
Les calculs du logiciel ont montré qu'une trajectoire de rendez-vous à faible énergie est possible et, dans de nombreux cas, nécessiterait moins de ressources de changement de lancement et de vitesse en vol que de nombreuses autres missions du système solaire. L'expert en mécanique orbitale SWRI, le Dr Mark Tapley, a utilisé ce logiciel pour calculer la trajectoire que le vaisseau spatial proposé aurait pu prendre de la Terre à l'interception 3i / atlas. Il a constaté que la mission conçue par l'étude de SWRI aurait pu atteindre 3i / Atlas.
« La chose très encourageante à propos de l'apparence de 3i / Atlas est qu'elle renforce encore le cas que notre étude pour une mission ISC a été faite », a déclaré Tapley. « Nous avons démontré que cela ne prend rien de plus difficile que les technologies et lance des performances comme des missions que la NASA a déjà volées pour rencontrer ces comètes interstellaires. »
