ОТКРЫТЫЙ КОСМОС

Кажется, нам пора задуматься о миссии на Седну!

In this artist's visualization, the newly discovered planet-like object, dubbed "Sedna," is shown where it resides at the outer edges of the known solar system. The object is so far away that the Sun appears as an extremely bright star instead of the large, warm disc observed from Earth. All that is known about Sedna's appearance is that it has a reddish hue, almost as red and reflective as the planet Mars. In the distance is a hypothetical small moon, which scientists believe may be orbiting this distant body.

Седна (или 90377 Sedna) — далёкий транснептуновый объект. Далёкий настолько, что ей необходимо целых 11390 лет, чтобы совершить полный оборот по своей орбите вокруг Солнца. Свой очередной перигелий она пройдет в 2076 году, что представляет астрономам уникальную возможность её изучения. И хотя пока никакие аппараты не летят изучать Седну, учёные очень этого хотят. Идеальное время для запуска такой исследовательской программы – с 2029 по 2034 год.

Седну открыл в 2003 году известный американский астроном Майкл Браун (Mike Brown) с коллегами. Именно обнаружение Седны, Хаумеи, Макемаке и Эриды привело к тому, что Плутон лишили статуса планеты, «понизив» до карликовой планеты, а Брауна стали неофициально называть «человеком, который убил Плутон». Саму Седну многие астрономы называют тоже карликовой планетой, однако официально она – просто транснептуновый объект (т.е. тело, орбита которого лежит дальше орбиты Нептуна, ставшего последней известной планетой Солнечной системы).

Орбита Седны (красная) в сравнении с орбитами Юпитера (оранжевая), Сатурна (жёлтая), Урана (зелёная), Нептуна (синяя) и Плутона (фиолетовая). Источник: ru.wikipedia.org

Кстати, вы знали, что астрономы назвали найденное космическое тело Седной в честь эскимосской богини моря? По легенде Седна обитала в тёмных глубинах холодного океана. А обнаруженный объект «обитает» в тёмных глубинах Солнечной системы за пределами пояса Койпера.

Итак, что нам известно о Седне на сегодняшний день? По размерам она напоминает карликовую планету Цереру из Главного пояса астероидов и является одним из наиболее удалённых известных тел Солнечной системы. Скорее всего, поверхность Седны покрыта толинами (органическими веществами, которые придают поверхности красноватый оттенок, могут быть химическими предшественниками жизни и были найдены на Плутоне и Титане), а также азотными и метановыми льдами. Некоторые учёные не исключают существование подповерхностного океана на космическом теле. Седна отличается от других кандидатов в карликовые планеты своей необычной вытянутой орбитой. А ещё Седна – первый детально описанный объект внутренней части гипотетического облака Оорта, которое считается источником долгопериодических комет.

Возникает вопрос: почему у Седны такая необычная орбита? Одна из гипотез звучит так: на орбиту претендента в карликовые планеты влияет какое-то массивное тело – например, неизвестная планета, которая по размерам может быть в десять раз больше Земли (идею о Девятой планете высказали в 2016 году тот же Майкл Браун с Константином Батыгиным). Скорее всего, исследовательская миссия к Седне не раскроет тайну Девятой планеты, однако многое расскажет, например, о составе и строении транснептуновых объектов.

Космическому аппарату, конечно, будет непросто добраться до Седны, которая не приближается к Солнцу меньше чем на 76 астрономических единиц. Для сравнения: Нептун находится на расстоянии 30 астрономических единиц от Солнца, а космические зонды Voyager-1,2 сейчас достигли расстояния в 150 и 125 а.е., соответственно, хотя были запущены в конце 70-х годов прошлого века. Это значит, что у нас не много времени на раздумья – зонд к Седне нужно запускать в ближайшие годы.

Изображение Седны, полученное космическим телескопом Hubble в 2004 году. Источник: NASA

Группа учёных из Института космических исследований РАН во главе с Владиславом Зубко опубликовала результаты моделирований возможных траекторий полёта исследовательского аппарата к Седне, отдав предпочтение дате запуска в 2029 году, как наиболее вероятному варианту.

Владислав полагает, что лететь лучше всего с использованием гравитационных манёвров у Земли, Венеры, Юпитера, Сатурна и Нептуна. «В целом, гравитационные манёвры служат для управления космическим аппаратом, то есть позволяют практически “бесплатно” изменять параметры траектории движения аппарата — наклонение орбиты, увеличивать/уменьшать скорость относительно Солнца. Использование гравитационных манёвров в данном исследовании рассмотрено только одно — это увеличение абсолютной (гелиоцентрической) скорости аппарата с целью как можно скорейшего достижения объекта (с приемлемыми затратами топлива)», – рассказал Владислав «Открытому космосу».

«Полёт к Седне возможен за время в 20 и менее лет, однако это потребует больших затрат топлива для обеспечения высокой характеристической скорости на разгон у Земли. Поэтому 25-30 лет в данном случае являются золотой серединой между затратами топлива и временем полёта к объекту», – рассказывает Владислав Зубко.

Траектория полёта к Седне при запуске космического аппарата с Земли в 2029 году. Источник: Zubko et al., arxiv.org

Если миссия пройдёт по пути, описанному Владиславом с коллегами, то космический аппарат приблизится ещё и к астероиду Главного пояса Массалия, который тоже будет очень интересно изучить. Диаметр Массалии – 145 км, и он возглавляет семейство Массалии – группу молодых силикатных астероидов, которые могут быть источниками межпланетной пыли.

Владислав Зубко с командой предлагают ещё одну дату старта – в 2034 году. В этом случае у зонда появится возможность на пути к Седне изучить Психею – это один из самых массивных астероидов Главного пояса, который содержит много металлов и может быть фрагментом протопланеты.
«Что касается исследований самой Седны, то здесь следует отметить, что цели и задачи будут не сильно отличаться от таковых для New Horizons или Voyager, – рассказывает Владислав Зубко. – Да и в целом, сама миссия полёта могла бы служить последующим шагом человечества в направлении движения к межзвёздному пространству».

По словам Владислава, на данный момент каких-либо новых проектов по исследованию объектов за орбитой Нептуна нет. «В нашей работе приводится анализ траекторий, которые бы позволили осуществить такую миссию с минимальными затратами топлива (при наличии ограничений на время полёта), – делится с «Открытым космосом» астроном. – Мне кажется, определенный интерес мог бы возникнуть у NASA, поскольку на данный момент у них разрабатывается проект по исследованию Нептуна и его спутника Тритона».

В избранное