来自其他恒星的神秘天体正在造访我们的太阳系。这些任务将近距离研究它们

快速阅读: 据《奇点枢纽》最新报道，天文学家正研发新技术，试图拦截并研究星际天体。当前任务受限于速度，未来可能借助人工智能、太阳帆等技术提升效率。尽管资金挑战存在，但新方法有望实现近距离探测，揭示更多星际秘密。

在2017年末，一个神秘的天体以惊人的速度穿越我们的太阳系。天文学家们匆忙利用世界上最强大的望远镜来观测这个快速移动的天体。它被发现长约四分之一英里（400米），并且非常细长——可能长度是宽度的十倍。研究人员将其命名为“奥陌陌”，夏威夷语意为“侦察兵”。

后来确认，“奥陌陌”是已知首个造访我们太阳系的来自其他恒星系统的天体。虽然这些星际物体（ISO）起源于恒星周围，但最终成为宇宙流浪者，在太空中游荡。它们本质上是行星的残骸，由于其母恒星系统的灾难性事件，如行星间的巨大碰撞而被抛出。

天文学家认为，“奥陌陌”可能在进入我们的太阳系之前已在银河系中漂泊了数亿年。仅仅两年后，又有一位业余天文学家在克里米亚发现了第二个ISO——鲍里索夫彗星。这些星际闯入者让我们得以一窥太阳系外的物质。

但是，如果我们不仅仅是看着它们飞过呢？

近距离研究ISO将为科学家提供难得的机会，去深入了解遥远的恒星系统，这些系统距离太远无法派遣任务前往。

仅银河系中就可能存在超过10的24次方个ISO。但如果它们有那么多，为什么我们只看到了两个？简单来说，我们无法准确预测它们何时会到达。像“奥陌陌”这样更容易被探测到的大ISO并不经常访问太阳系，而且它们的移动速度非常快。

地面和空间望远镜很难迅速响应即将到来的ISO，这意味着我们大多数情况下是在它们穿过我们的宇宙邻域后才观察到它们。然而，创新的空间任务可以通过突破性的人工智能（AI）引导航天器安全地接近未来的来访者。更接近意味着我们可以更好地了解它们的组成、地质和活动——从而获得对其他恒星周围条件的洞察。

用于接近太空垃圾的新技术可以帮助接近其他不可预测的物体，将这些短暂的遭遇转化为深刻科学机会。那么我们如何接近呢？ISO以平均每秒32公里的速度飞掠地球，这给了我们的航天器不到一年的时间在检测到它们后尝试拦截。追上它们并非不可能——例如，可以通过引力弹弓效应实现。然而，这很困难、昂贵，并且需要花费数年时间才能执行。

好消息是，第一波ISO猎捕任务已经启动：NASA的任务概念被称为“桥接”，欧洲航天局（ESA）有一个名为“彗星拦截者”的任务。一旦识别出即将来临的ISO，“桥接”将从地球出发拦截它。然而，目前从地球发射需要在检测后有30天的发射窗口，这将浪费宝贵的时间。

“彗星拦截者”任务计划于2029年发射。

ESA / ATG通过与ESA签订合同完成的工作，
CC BY-SA

“彗星拦截者”计划于2029年发射，由一艘较大的航天器和两艘较小的机器人探测器组成。一旦发射，它将在距离地球一百万英里的地方待命，准备伏击一颗长周期彗星（来自更远的较慢彗星）——或者可能是ISO。将航天器置于“存储轨道”可以快速部署当一个合适的ISO被检测到时。

另一个来自星际研究所的提议，“项目利雅”，评估了追逐“奥陌陌”的可行性，“奥陌陌”已经远远超越了海王星轨道。他们发现理论上有可能赶上这个物体，但这将极具技术难度。

快速与好奇

这些任务只是开端，正如文中所述，它们最大的局限在于速度。要追赶像“奥陌陌”这样的ISO，我们需要更快行动——并更显智慧。

未来任务可能依赖于尖端人工智能及相关领域，如深度学习——旨在模拟人类大脑的决策能力——以实时识别和应对即将到来的天体。研究人员已经在测试小型航天器，它们以协调的“蜂群”方式运行，使其能够从多角度拍摄目标并在飞行途中调整。

在智利的弗雷德里克·鲁宾天文台，一项为期十年的夜空调查即将开始。这项天文调查预计每年将发现数十个ISO。模拟结果表明，我们或许正处在一场检测热潮的前夜。任何探测器在发现目标天体后都需要达到高速，并确保其能源系统不会退化，特别是长时间处于“存储轨道”中之后。一些任务已经采用了名为“太阳帆”的推进方式。这些太阳帆利用阳光驱动轻质反射帆，从而推动探测器在太空中前进，这将省去重型燃料箱的需求。下一代太阳帆探测器可能会利用激光驱动帆，与其他未来推进方式（如核能推进）相比，这将提供一种灵活且低成本的解决方案。接近ISO的探测器还需耐受高温，并可能需防护因物体运动喷射出的尘埃导致的侵蚀。尽管传统屏蔽材料可保护探测器，但它们会增加质量并可能降低探测器速度。为此，研究人员正探索新型轻质、坚固且耐用的材料技术，比如先进碳纤维。部分甚至能通过3D打印制成。他们还探索传统材料（如软木和陶瓷）的新用途。需要综合利用地面望远镜和空间任务的方法，共同预测、追踪并观测ISO。新技术能让探测器自身识别并预测到来天体的轨道。然而，美国太空科学领域潜在的资金削减，包括对詹姆斯·韦伯太空望远镜等天文台的削减，可能威胁到此类进展。必须采用新兴技术，让接近并会合ISO成为现实。否则，我们只能远距离拍摄图像，而另一颗星际流浪者将快速离去。

(以上内容均由Ai生成)