ESAs nye mission for at opsnappe en komet

"Comet Interceptor" er blevet udvalgt som ESA's nye hurtigklassemission i sit Cosmic Vision-program. Bestående af tre rumfartøjer, det vil være den første til at besøge en virkelig uberørt komet eller et andet interstellart objekt, der kun lige er påbegyndt sin rejse ind i det indre solsystem.

Missionen vil rejse til en endnu uopdaget komet, at flyve forbi det valgte mål, når det nærmer sig Jordens bane. Dets tre rumfartøjer vil udføre samtidige observationer fra flere punkter omkring kometen, skabe en 3-D profil af et "dynamisk nyt" objekt, der indeholder ubearbejdet materiale, der overlever fra solsystemets morgen.

"Uberørte eller dynamisk nye kometer er helt ukendte og udgør overbevisende mål for rumfartøjsudforskning på nært hold for bedre at forstå kometernes mangfoldighed og udvikling, siger Günther Hasinger, ESA's direktør for videnskab.

"De enorme videnskabelige resultater af Giotto og Rosetta - vores arvemissioner til kometer - er uovertruffen, men nu er det tid til at bygge videre på deres succeser og besøge en uberørt komet, eller vær klar til det næste "Oumuamua-lignende interstellare objekt."

Hvad er en hurtig mission?

Comet Interceptor er en "hurtig, " eller F-klasse mission. "Hurtig" henviser til implementeringstiden, med en samlet udviklingsvarighed fra udvælgelse til lanceringsparathed på omkring otte år. F-klasse missioner, som har en udskydningsmasse på mindre end 1000 kg, vil dele turen ud i rummet med en mellemklassemission, drage fordel af ekstra plads i løfteraketten og boostet til sol-jordens Lagrange-punkt L2, som er 1,5 millioner kilometer "bag" Jorden set fra solen.

Comet Interceptor er planlagt til opsendelse som medpassager med ESA's exoplanet-studerende ARIEL-rumfartøj i 2028. Begge missioner vil blive leveret til L2, og derfra vil Comet Interceptor rejse videre til det valgte mål ved hjælp af sit eget fremdriftssystem.

Udvælgelsesprocessen har også været hurtig. Efter en indkaldelse til missioner i juli 2018, 23 pitches blev indsendt af rumvidenskabssamfundet, med seks teams efterfølgende inviteret til at komme med mere detaljerede forslag. Blandt dem, Comet Interceptor blev valgt på dagens Science Program Committee for at bevæge sig ind i en mere detaljeret definitionsfase.

"Vi takker rumvidenskabssamfundet for deres fremragende forslag, som dækkede en bred vifte af nye emner, der kunne udforskes inden for rammerne af F-klassens retningslinjer, " siger direktør Hasinger.

"Denne type innovative missioner vil spille en vigtig rolle i at supplere ESA's videnskabsprogram, når vi planlægger de næste årtiers videnskabelige udforskning af vores univers.

"Vi er også glade for at opretholde den hurtige missionsfilosofi ved at vælge Comet Interceptor inden for et år siden den oprindelige indkaldelse af forslag blev lavet."

Hvad er nyt om kometinterceptor?

Comet Interceptor består af tre rumfartøjer. Det sammensatte rumfartøj vil vente ved L2 på et passende mål, rejs derefter sammen, før de tre moduler adskilles et par uger før, de opsnapper kometen. Hvert modul vil være udstyret med en supplerende videnskabelig nyttelast, giver forskellige perspektiver af kometens kerne og dens gas, støv, og plasmamiljø. Sådanne flerpunktsmålinger vil i høj grad forbedre den 3D-information, der er nødvendig for at forstå den dynamiske natur af en uberørt komet, mens den interagerer med det konstant skiftende solvindmiljø.

Missionens instrumentsuite vil trække på arv fra andre missioner, inklusive et kamera baseret på det, der i øjeblikket flyver på ExoMars Trace Gas Orbiter, sammen med støv, felter og plasmainstrumenter, samt et massespektrometer, som dem, der fløj på ESA's Rosetta.

Tidligere kometmissioner, inklusive ESA's banebrydende rumfartøjer Giotto og Rosetta, stødte på korttidskometer. Det er kometer med omløbsperioder på mindre end 200 år, der har nærmet sig solen mange gange langs deres baner i relativt nyere tid og som følge heraf har undergået betydelige ændringer:Rosettas komet, 67P/Churyumov-Gerasimenko kredser om solen en gang hvert 6,5 år, mens kometen 1P/Halley, besøgt af Giotto og andre rumfartøjer i 1986, vender tilbage til vores himmel hvert 76. år.

Comet Interceptor er anderledes, fordi den vil målrette mod en komet, der besøger det indre solsystem for første gang - måske fra den enorme Oort-sky, der menes at omgive de ydre rækker af solens rige. Som sådan, kometen vil indeholde materiale, der ikke har gennemgået megen bearbejdning siden solens og planeternes daggry. Missionen vil derfor give et nyt indblik i udviklingen af ​​kometer, når de migrerer indad fra solsystemets periferi.

Selvom det er meget sjældnere, et andet eksempel på et potentielt mål er en interstellar interloper fra et andet stjernesystem, som den berømte "Oumuamua, der fløj forbi vores sol på en meget skrå bane i 2017. At studere et interstellart objekt ville give mulighed for at udforske, hvordan kometlignende kroppe dannes og udvikler sig i andre stjernesystemer.

I fortiden, nye kometer er kun blevet opdaget et par måneder til år, før de passerer gennem deres nærmeste tilgang til solen, hvilket er for kort varsel til at planlægge, bygge og affyre en rummission, og at den rejser til det specifikke objekt, før den bevæger sig væk fra solen igen.

Nylige fremskridt inden for jordbaserede undersøgelser betyder, at himlen kan scannes dybere, og der kan gives længere varsel. Pan-STARRS er i øjeblikket den mest produktive kometopdagelsesmaskine, med mere end halvdelen af ​​alle nye kometer om året afdækket af undersøgelsen. Det store synoptiske undersøgelsesteleskop, i øjeblikket under opførelse i Chile, vil også i høj grad øge kataloget over nye kometer.

I hvert fald destinationen for Comet Interceptor behøver ikke at være kendt, mens missionen forberedes; rumfartøjet kan stå klar og vente i rummet på et passende kometmøde, og forventes at fuldføre sin mission inden for fem år efter lanceringen.