Представьте себе: вы исследователь, и вдруг замечаете, что космический аппарат New Horizons и межзвёздная комета 3I/ATLAS пересекли невидимую границу Солнечной системы в одной и той же точке, как два космических ковбоя, разминувшиеся у салуна! Их траектории почти зеркальны (угол между векторами скоростей — 177,4°, почти идеальные 180°), и это вызывает вопрос: как так вышло? Случайность ли это, или Вселенная разыграла нас, как заправский режиссёр научно-фантастического триллера? Давайте пофантазируем, как New Horizons и 3I/ATLAS оказались в одной точке на краю Солнечной системы.
Что за "граница Солнечной системы" и что показывает иллюстрация?
Для начала определимся: граница Солнечной системы — это условная зона, часто связанная с гелиопаузой (около 120 а.е., где солнечный ветер встречает межзвёздную среду) или областью, где гравитация Солнца слабеет (до 100 000 а.е. у облака Оорта). New Horizons в 2030 году будет на ~57 а.е. в поясе Койпера, с вектором скорости (5,28, −11,54, −4,47) км/с, а 3I/ATLAS, межзвёздная комета, в 1600 году (реконструкция) имела вектор (−23,19, 49,64, 18,94) км/с, входя в систему. Их траектории почти противоположны.
На изображении мы видим Солнечную систему. От точки расходятся оранжевые пунктирные линии, обозначающие траектории нескольких космических аппаратов и объектов: Voyager 1, Voyager 2, Pioneer 10, Pioneer 11, New Horizons и 3I/ATLAS. Интересно, что линии New Horizons и 3I/ATLAS визуально сходятся к одной точке на границе системы, создавая иллюзию, что они пересекли её в одном месте, хотя на деле это упрощённое изображение. Остальные аппараты (Voyager и Pioneer) разлетелись в разные стороны, подчёркивая уникальность направления New Horizons и 3I/ATLAS.
Давайте разберемся, что же это за аппарат New Horizons и куда он направляется?
Траектория New Horizons: как инженеры NASA "нарисовали" путь к Плутону и дальше
Представьте: вы хотите отправить открытку на край Солнечной системы, но без почтальона — просто бросить её с такой силой, чтобы она долетела сама. Именно так поступили с New Horizons.
Напомним, что New Horizons - это американская автоматическая межпланетная станция. Ее траектория — это баллистический полёт, где вся энергия вложена в запуск, а дальше аппарат несётся по инерции, как брошенный камень. Почему именно такой путь? И почему New Horizons "недельное" расстояние по прямой до Плутона, преодолевал девять с половиной лет!
Как была спроектирована траектория: от Земли до "края света"
Траектория New Horizons — результат пяти лет кропотливой работы команды из Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory и Southwest Research Institute под руководством Алана Стерна. Главная идея — баллистический полёт от Земли к Плутону без лишних толчков по пути. Вот ключевые этапы:
Запуск: "Самый быстрый старт в истории"
Ракета Atlas V с твердотопливной ступенью Star 48B отправила New
Horizons с мыса Канаверал 19 января 2006 года на скорость 16,26 км/с
относительно Земли — рекорд для рукотворных объектов. Это обеспечило
гиперболическую орбиту, чтобы аппарат сразу вырвался за пределы
гравитации Земли и Солнца. Без этого он бы кружил по эллипсу, как
спутник, и до Плутона не добрался. Шутка в том, что аппарат обогнал Луну
за 8 часов 35 минут — быстрее, чем вы доедете до соседнего города на
машине!
Гравитационный "толчок" от Юпитера
Чтобы сократить полёт с 15 лет до 9,5, траекторию проложили через Юпитер
— классический гравитационный манёвр. 28 февраля 2007 года аппарат
пролетел в 2,3 млн км от газового гиганта, "украл" часть его орбитальной
энергии и разогнался на 4 км/с. Заодно сделал бонусные снимки Юпитера и
его лун. Без этого трюка миссия была бы слишком долгой и дорогой.
Корректировки: "Мелкие подкрутки" по пути
Двигатели New Horizons, работающие на гидразине, использовались только
для 6–7 мелких коррекций, тратя всего 19% топлива. Например, в 2006 году
провели три манёвра в январе–марте, а в 2015-м — финальный 23-секундный
"толчок" на 27 см/с для точного прицела к Плутону. Это как подкрутить
руль на трассе: всего на 1°, но чтобы не промахнуться на 11 000 км.
Расширение миссии: От Плутона к поясу Койпера
После пролёта Плутона 14 июля 2015 года на расстоянии 12 500 км со
скоростью 13,78 км/с траектория была скорректирована для встречи с
Аррокотом 1 января 2019 года, пролетев в 3500 км от цели. Выбор цели
основан на наблюдениях оккультации, чтобы избежать обломков.
Сейчас аппарат мчится дальше в пояс Койпера, к 2030 году достигнув ~57 а.е. от
Солнца.
Выбор траектории — это компромисс между амбициями, физикой и финансами. Вот топ-причины:
- Достичь Плутона быстро и дёшево:
Прямой баллистический путь с манёвром у Юпитера сократил время полёта
вдвое и уложился в бюджет миссии. Ждать 15 лет без манёвра было бы
слишком скучно, а Плутон ждал изучения с 1970-х, когда Voyager-1
предпочёл Титан. - Оптимальная геометрия для науки:
Траектория выбрана для идеального пролёта: сначала Плутон, потом Харон,
чтобы камеры и спектрометры собрали данные о геологии, атмосфере и
кольцах. Угол и скорость обеспечили лучший ракурс для всех измерений. - Экономия топлива для "бонусов":
Минимальные манёвры оставили запас для исследования пояса Койпера,
чтобы изучить, как формировались планеты миллиарды лет назад. Без этого
аппарат застрял бы после Плутона, как велосипед без педалей. - Запуск в "окне возможностей": 2006 год — идеальное время для траектории к Плутону в 2015-м, с учётом орбит Земли, Юпитера и Плутона. Пропусти — жди 10 лет!
Итог, New Horizons летит по "золотой середине": быстро, точно и с запасом на приключения. Без такой траектории мы бы не увидели сердце Плутона или "снеговика" на Аррокоте.
Сейчас аппарат находится на расстоянии 7,5 млрд км от Земли, сигнал идёт 5 часов, но данные всё ещё капают.
Фантазия №1: Космический портал-маяк и тайный план NASA
Допустим, на границе Солнечной системы, где сходятся траектории New Horizons и 3I/ATLAS (как на картинке), находится древний портал с инопланетным маяком — космические ворота Солнечной системы с "заправкой" для межзвёздных путешественников😁😉. Этот маяк, установленный цивилизацией из созвездия Стрельца (где поймали сигнал WOW! в 1977 году), излучает невидимый сигнал, ориентирующий объекты. NASA, расшифровав WOW!, знало об этом маяке и спроектировало траекторию New Horizons так, чтобы он пролетел через эти ворота во внешнюю среду за Солнечной системой . А 3I/ATLAS — не комета, а замаскированный зонд, посланный той же цивилизацией в глубину нашей системы для исследования.
Фантазия №2: Инопланетный "почтовый ящик"
На границе, где сходятся траектории (как на изображении), инопланетяне поставили "почтовый ящик" для обмена данными. 3I/ATLAS — их зонд с посланием, а NASA, расшифровав WOW!, направило New Horizons туда же.
Фантазия №3: Ошибка Вселенского программиста
Возможно, вселенная - это компьютер, и Программист случайно задал одну точку входа/выхода. 3I/ATLAS влетела в 1600 году, а New Horizons вылетит в 2030-м через ту же точку. Угол 177,4° — "глюк" кода.
Только New Horizons и 3I/ATLAS попали в эту зону, а другие аппараты разлетелись.
Итог: космическая шутка или замысел?
На картинке траектории New Horizons и 3I/ATLAS сходятся к одной точке, в отличие от расходящихся Voyager и Pioneer, намекая на что-то особенное. В реальности их пути не пересекаются точно из-за 3D-пространства и разницы во времени, но в фантазии это мог быть маяк, портал или баг Вселенной.
