2017年10月，太陽系第一顆星際天體“奧陌陌”闖入人們的視線，轉(zhuǎn)悠了2個月后，它便逃離太陽系飛向宇宙深處。2018年12月，太陽系迎來了第二顆星際天體——“鮑里索夫”(Borisov)，不久前有報道稱這顆“天外來客”可能正在解體。

一次又一次錯過“親密接觸”的機會，讓人既無奈又倍感惋惜，畢竟這樣的機會千載難逢。

近日，在美國麻省理工學院的一項研究中，研究人員提出利用太陽“彈弓”技術(shù)攔截星際天體，這項研究或為實現(xiàn)近距離觀測星際天體提供可能。

利用“彈弓”迎客

雖然人類目前發(fā)現(xiàn)的星際天體只有2顆，不過科學家認為這種“拜訪”在太陽系內(nèi)每年都會出現(xiàn)十幾次。

在地球上觀測星際天體很難嗎?僅憑現(xiàn)有技術(shù)確實很難。

首先，星際天體的尺寸非常小，比如“奧陌陌”，它的直徑只有160米;其次，星際天體的飛行速度非?？?，“奧陌陌”沖進太陽系的速度在每秒26千米，“鮑里索夫”則為每秒32.2千米，想要在觀測的最佳時間段內(nèi)追上他們，僅憑現(xiàn)有技術(shù)難度很大。

或許，向星際天體發(fā)射衛(wèi)星可以給近距離觀測帶來希望。

美國麻省理工學院航空航天系助理教授林納雷斯(Linares)提出，可以利用“動態(tài)軌道彈弓”與星際天體交匯，來替代傳統(tǒng)空間飛行任務。之所以被稱為“彈弓”，是因為按照設(shè)想，衛(wèi)星、星際天體的運行軌跡和太陽會形成類似彈弓的形態(tài)。

林納雷斯的計劃，是發(fā)射一組靜態(tài)衛(wèi)星，從地球軌道轉(zhuǎn)移到太陽系邊緣軌道。當?shù)竭_太陽系邊緣時，衛(wèi)星依靠太陽帆平衡太陽風的壓力和太陽的引力，保持相對靜止狀態(tài)，等待“天外來客”到訪。

按照設(shè)想，一旦星際天體出現(xiàn)，在合適的時刻，衛(wèi)星就收起太陽帆，朝著太陽墜落，墜落過程中衛(wèi)星速度會變得極快。與星際天體交匯時，衛(wèi)星會降速以匹配天體速度。在這段短暫的交匯時間里，衛(wèi)星可以在最接近天體的距離內(nèi)，抓拍到近距離照片。

如果“動態(tài)軌道彈弓”的設(shè)想變成現(xiàn)實，那么衛(wèi)星近距離拍攝到的照片就可以為科學家研究星際天體提供牢靠的基礎(chǔ)。

不過，中國科學院紫金山天文臺研究員季江徽認為，研究者提出的太陽系邊緣概念含糊：“他們沒有界定太陽系邊緣到底是什么位置。事實上，科學界對太陽系邊緣還沒有一個確切的定論。一般天文學家認為奧爾特云是太陽系的邊緣。也有人將太陽風與星際介質(zhì)相互作用所形成的、距離太陽80—150個天文單位(一個天文單位約為1.496億千米)的邊界區(qū)域稱為太陽系邊緣。”

2016年，霍金提出“攝星計劃”，旨在打造光帆動力晶片飛船，探索距離太陽系最近的恒星系統(tǒng)——半人馬座比鄰星。2019年，由英國領(lǐng)導、22國參與建造的“彗星攔截者”探測器計劃，在2028年將探測器送入距離地球150萬千米的軌道“守株待彗星”。中國科學院空間科學先導專項中也布局了類似概念的預研項目，來探測星際天體或長周期彗星。

這么看，“運態(tài)軌道彈弓”也不是什么新鮮事。

許多問題亟待解決

受限于目前的探測能力，太陽系邊緣對于我們來說似乎太過遙遠，在地球上操控衛(wèi)星讓其追蹤星際天體，有很多問題值得商討。

一束光線從太陽出發(fā)到達地球需要大約8分鐘，太陽到地球的平均距離為一個天文單位，假設(shè)衛(wèi)星要到達距離地球100個天文單位的位置，信號傳遞大約需要13個小時，一來一回就是26個小時。“從發(fā)出信號到接收信號，需要花費一天多時間，所以數(shù)據(jù)傳輸非常困難。”季江徽說。

失之毫厘謬以千里，在無邊無際的宇宙中，哪怕是短暫延遲都會對預期結(jié)果產(chǎn)生巨大的影響。

還有一個問題，就是如何確定星際天體的位置。季江徽把天體定位比喻成大海捕魚：“星際天體可能在太陽系任何一個方向現(xiàn)身，我們不知道它會什么時候來，會在哪里出現(xiàn)。”

除此之外，能源供應、打造面積與質(zhì)量之比極大的太陽帆等技術(shù)問題都會成為捕捉星際天體的“攔路虎”。這些問題亟待科學家解決。

雖然技術(shù)問題尚未攻克，不過季江徽認為此舉對我國航天事業(yè)發(fā)展具有借鑒和推動意義：“我國科學家提出了太陽系邊際探測計劃，也就是在2049年時我們國家的航天器要到達100個天文單位以遠的太陽系邊際探測。打造類似的航天器，會給我們在新材料、能源、太陽帆推進、遠距離行星際通信等方面的研究帶來極大的牽引作用。”

關(guān)鍵詞： 衛(wèi)星