Кажется, нам пора задуматься о миссии на Седну!

Седна (или 90377 Sedna) — далёкий транснептуновый объект. Далёкий настолько, что ей необходимо целых 11390 лет, чтобы совершить полный оборот по своей орбите вокруг Солнца. Свой очередной перигелий она пройдет в 2076 году, что представляет астрономам уникальную возможность её изучения. И хотя пока никакие аппараты не летят изучать Седну, учёные очень этого хотят. Идеальное время для запуска такой исследовательской программы – с 2029 по 2034 год.

Седну открыл в 2003 году известный американский астроном Майкл Браун (Mike Brown) с коллегами. Именно обнаружение Седны, Хаумеи, Макемаке и Эриды привело к тому, что Плутон лишили статуса планеты, «понизив» до карликовой планеты, а Брауна стали неофициально называть «человеком, который убил Плутон». Саму Седну многие астрономы называют тоже карликовой планетой, однако официально она – просто транснептуновый объект (т.е. тело, орбита которого лежит дальше орбиты Нептуна, ставшего последней известной планетой Солнечной системы).

Кстати, вы знали, что астрономы назвали найденное космическое тело Седной в честь эскимосской богини моря? По легенде Седна обитала в тёмных глубинах холодного океана. А обнаруженный объект «обитает» в тёмных глубинах Солнечной системы за пределами пояса Койпера.

Итак, что нам известно о Седне на сегодняшний день? По размерам она напоминает карликовую планету Цереру из Главного пояса астероидов и является одним из наиболее удалённых известных тел Солнечной системы. Скорее всего, поверхность Седны покрыта толинами (органическими веществами, которые придают поверхности красноватый оттенок, могут быть химическими предшественниками жизни и были найдены на Плутоне и Титане), а также азотными и метановыми льдами. Некоторые учёные не исключают существование подповерхностного океана на космическом теле. Седна отличается от других кандидатов в карликовые планеты своей необычной вытянутой орбитой. А ещё Седна – первый детально описанный объект внутренней части гипотетического облака Оорта, которое считается источником долгопериодических комет.

Возникает вопрос: почему у Седны такая необычная орбита? Одна из гипотез звучит так: на орбиту претендента в карликовые планеты влияет какое-то массивное тело – например, неизвестная планета, которая по размерам может быть в десять раз больше Земли (идею о Девятой планете высказали в 2016 году тот же Майкл Браун с Константином Батыгиным). Скорее всего, исследовательская миссия к Седне не раскроет тайну Девятой планеты, однако многое расскажет, например, о составе и строении транснептуновых объектов.

Космическому аппарату, конечно, будет непросто добраться до Седны, которая не приближается к Солнцу меньше чем на 76 астрономических единиц. Для сравнения: Нептун находится на расстоянии 30 астрономических единиц от Солнца, а космические зонды Voyager-1,2 сейчас достигли расстояния в 150 и 125 а.е., соответственно, хотя были запущены в конце 70-х годов прошлого века. Это значит, что у нас не много времени на раздумья – зонд к Седне нужно запускать в ближайшие годы.

Группа учёных из Института космических исследований РАН во главе с Владиславом Зубко опубликовала результаты моделирований возможных траекторий полёта исследовательского аппарата к Седне, отдав предпочтение дате запуска в 2029 году, как наиболее вероятному варианту.

Владислав полагает, что лететь лучше всего с использованием гравитационных манёвров у Земли, Венеры, Юпитера, Сатурна и Нептуна. «В целом, гравитационные манёвры служат для управления космическим аппаратом, то есть позволяют практически "бесплатно" изменять параметры траектории движения аппарата — наклонение орбиты, увеличивать/уменьшать скорость относительно Солнца. Использование гравитационных манёвров в данном исследовании рассмотрено только одно — это увеличение абсолютной (гелиоцентрической) скорости аппарата с целью как можно скорейшего достижения объекта (с приемлемыми затратами топлива)», – рассказал Владислав «Открытому космосу».

«Полёт к Седне возможен за время в 20 и менее лет, однако это потребует больших затрат топлива для обеспечения высокой характеристической скорости на разгон у Земли. Поэтому 25-30 лет в данном случае являются золотой серединой между затратами топлива и временем полёта к объекту», – рассказывает Владислав Зубко.

Если миссия пройдёт по пути, описанному Владиславом с коллегами, то космический аппарат приблизится ещё и к астероиду Главного пояса Массалия, который тоже будет очень интересно изучить. Диаметр Массалии – 145 км, и он возглавляет семейство Массалии – группу молодых силикатных астероидов, которые могут быть источниками межпланетной пыли.

Владислав Зубко с командой предлагают ещё одну дату старта – в 2034 году. В этом случае у зонда появится возможность на пути к Седне изучить Психею – это один из самых массивных астероидов Главного пояса, который содержит много металлов и может быть фрагментом протопланеты.

«Что касается исследований самой Седны, то здесь следует отметить, что цели и задачи будут не сильно отличаться от таковых для New Horizons или Voyager, – рассказывает Владислав Зубко. – Да и в целом, сама миссия полёта могла бы служить последующим шагом человечества в направлении движения к межзвёздному пространству».

По словам Владислава, на данный момент каких-либо новых проектов по исследованию объектов за орбитой Нептуна нет. «В нашей работе приводится анализ траекторий, которые бы позволили осуществить такую миссию с минимальными затратами топлива (при наличии ограничений на время полёта), – делится с «Открытым космосом» астроном. – Мне кажется, определенный интерес мог бы возникнуть у NASA, поскольку на данный момент у них разрабатывается проект по исследованию Нептуна и его спутника Тритона».