Его запуск можно наметить на 2036 или 2037 год, а встреча с кометой, если к тому времени люди и/или ИИ не придумают что получше, чем есть сейчас должна состояться в 2060-м, примерно за год до ее максимального сближения с Солнцем.
Исследователи из Университета Халифы предложили маршрут, который позволит не просто пролететь мимо кометы, а выйти на встречную траекторию и наблюдать за ней несколько месяцев. План описан в работе, опубликованной на сервере препринтов arXiv.
Во время последнего появления кометы в 1986 году к ней отправили аппараты "армады Галлея", включая европейский Giotto и советские зонды Vega. Эти аппараты быстро пронеслись мимо кометы, проведя наблюдения всего несколько часов. Этого было недостаточно для детального изучения поверхности и изменений, происходящих с кометой по мере приближения к Солнцу.
Новая миссия решает эту проблему. Аппарат сможет оставаться рядом с кометой несколько месяцев.
Главная сложность — траектория Галлея. Комета движется вокруг Солнца в обратном направлении, наклонившись к плоскости орбит планет на 162 градуса. Для выхода на такую траекторию требуется огромное количество энергии.
Авторы предлагают использовать гравитацию двух планет. Сначала аппарат направится к Юпитеру, затем к Сатурну. Гравитационные маневры изменят его траекторию и приблизят к орбите кометы.
Такой маршрут позволяет обойтись без большого количества химического топлива. После маневров аппарат сможет корректировать траекторию с помощью двигателя Холла — электрического двигателя, работающего на потоке ионов. Подобные двигатели уже используются в космосе.
Энергией двигатель будет обеспечивать радиоизотопный термоэлектрический генератор (RTG). Эти источники питания преобразуют тепло от радиоактивного материала в электричество и могут работать годами вдали от Солнца.
По расчетам, аппарат стартует в августе 2036 года или сентябре 2037 года. Путь займет более 20 лет, а встреча с кометой произойдет в 2060 году.
Это время выбрано не случайно. При приближении к Солнцу ядро кометы нагревается, выделяя газ и пыль. Вокруг ядра формируется кома, затем появляется хвост. Аппарат сможет наблюдать эти процессы вблизи кометы.
Для научных приборов предусмотрено около 750 кг полезной нагрузки. Общая масса аппарата с топливом и оборудованием на старте составит около 2 тыс. кг. Оставшуюся массу можно использовать для установки научного оборудования.
Аппарат подойдет к Галлею за орбитой Марса, начав наблюдения до входа кометы во внутреннюю Солнечную систему. В отличие от миссий 1986 года, ученые смогут следить за кометой месяцами, получая данные о ее поверхности и поведении при нагреве.
Проект ограничен сроками. Наиболее подходящие стартовые окна открываются в 2036 и 2037 годах. На создание аппарата останется около десяти лет.
Авторы отказались от технологий, которые предлагали для предыдущих миссий, но пока остаются недостаточно проверенными. Речь идет о мощных ядерных двигателях и сверхтяжелых ракетах.
Вместо этого схема использует существующий тип электрической двигательной установки и два гравитационных маневра. Это позволяет сохранить значительную часть массы для научного оборудования.
Пока это только концепция. Но расчеты показывают, что следующий визит к комете Галлея можно спланировать с помощью существующих технологий. Если миссия будет реализована, ученые впервые получат возможность наблюдать за возвращением кометы к Солнцу в течение длительного времени.