În octombrie, anunțul primului asteroid interstelar a declanșat o plină de emoție. De atunci, astronomii au efectuat observații ale obiectului cunoscut sub denumirea de 1I / 2017 U1 (numit Oumuamua) și au remarcat câteva lucruri destul de interesante despre acesta. De exemplu, din schimbările rapide ale luminozității sale, s-a stabilit că asteroidul este stâncos și metalic, și destul de ciudat.
Observațiile de pe orbita asteroidului au dezvăluit, de asemenea, că a făcut trecerea cea mai apropiată la Soarele nostru în septembrie 2017, iar în prezent se află în drum spre spațiul interstelar. Din cauza misterelor pe care le ține acest corp, există cei care pledează pentru a fi interceptat și explorat. Un astfel de grup este Project Lyra, care a lansat recent un studiu în care sunt prezentate provocările și beneficiile pe care le va prezenta o misiune.
Studiul, care a apărut recent online, sub titlul „Project Lyra: Sending a Spacecraft to 1I /‘ Oumuamua (former A / 2017 U1), the Interstellar Asteroid “, a fost realizat de membrii Inițiativei pentru Studii Interstellare (i4iS) - a organizație voluntară care este dedicată să facă din călătoria spațială interstelară o realitate în viitorul apropiat. Studiul a fost susținut de Asteroid Initiatives LLC, o companie de prospectare a asteroizilor care este dedicată facilitării explorării și exploatării comerciale a asteroizilor.
Pentru recapitulare, când Oumuamua a fost observată pentru prima dată pe 19 octombrie 2017, de către astronomii care foloseau Sistemul de panoramă panoramică de la Universitatea din Hawaii și Sistemul de răspuns rapid (Pan-STARRS), obiectul (atunci cunoscut sub numele de C / 2017 U1) a fost inițial crezut a fi o cometă. Cu toate acestea, observațiile ulterioare au relevat că era de fapt un asteroid și a fost redenumit 1I / 2017 U1 (sau 1I / Oumuamua).
Observațiile de urmărire făcute cu ajutorul telescopului foarte mare al ESO (VLT) au reușit să limiteze dimensiunea, luminozitatea, compoziția, culoarea și orbita asteroidului. Acestea au relevat că „Oumuamua a măsurat aproximativ 400 de metri lungime, este foarte alungit și se învârte pe axa sa la fiecare 7,3 ore - așa cum este indicat prin modul în care luminozitatea sa variază cu un factor de zece.
De asemenea, a fost determinat să fie bogat în roci și metale și să conțină urme de tuline - molecule organice care au fost iradiate de radiațiile UV. Asteroidul are, de asemenea, o orbită extrem de hiperbolică - cu o excentricitate de 1,2 - care o scoate în prezent din sistemul nostru solar. Calculele preliminare ale orbitei sale au indicat, de asemenea, că provenea inițial din direcția generală a Vega, cea mai strălucitoare stea din constelația nordică a Lyra.
Având în vedere că acest asteroid este de natură extra-solară, o misiune care ar fi capabilă să o studieze de aproape ne poate spune cu siguranță multe despre sistemul în care s-a format. Sosirea în sistemul nostru a făcut, de asemenea, conștientizare cu privire la asteroizii extra-solari, o nouă clasă de obiecte interstelare pe care astăzi astronomii estimează că ajung în sistemul nostru la un ritm de aproximativ un pe an.
Din această cauză, echipa din spatele Proiectului Lyra consideră că studierea 1I / Oumuamua ar fi o oportunitate o dată în viață. După cum afirmă în studiul lor:
„Întrucât 1I /„ Oumuamua este cel mai apropiat eșantion macroscopic de material interstelar, probabil cu o semnătură izotopică distinctă de oricare alt obiect din sistemul nostru solar, revenirile științifice de la prelevarea obiectului sunt greu de subliniat. Studiul detaliat al materialelor interstelare la distanțe interstellare este probabil la câteva decenii distanță, chiar dacă proiectul Starshot al inițiativelor Breakthrough Initiative este, de exemplu, urmărit cu tărie. Prin urmare, o întrebare interesantă este dacă există o modalitate de a exploata această oportunitate unică, trimițând o navă spațială la 1I / „Oumuamua pentru a face observații la distanță apropiată.”
Dar, desigur, întâlnirea cu acest asteroid prezintă multe provocări. Cel mai evident este cel al vitezei și faptul că 1I / Oumuamua se află deja în drum spre sistemul nostru solar. Pe baza calculelor orbitei asteroidului, s-a stabilit că 1I / `Oumuamua se deplasează cu o viteză de 26 km / s - care se ridică la 95.000 km / oră (59.000 mph).
Nici o misiune din istoria explorării spațiale nu a călătorit rapid, iar cele mai rapide misiuni de până acum nu au reușit decât să gestioneze aproximativ două treimi din această viteză. Aceasta include cea mai rapidă navă spațială pentru a părăsi sistemul solar (Voyager 1) și cea mai rapidă navă spațială la lansare ( Noi orizonturi misiune). Așadar, crearea unei misiuni care ar putea să-i atingă ar fi o provocare majoră. În timp ce echipa a scris:
„Acest lucru este mult mai rapid decât orice obiect pe care umanitatea l-a lansat vreodată în spațiu. Voyager 1, cel mai rapid obiect uman pe care l-a construit vreodată, are o viteză excesivă hiperbolică de 16,6 km / s. Deoarece 1I / „Oumuamua părăsește deja sistemul nostru solar, orice navă spațială lansată în viitor ar trebui să o alunge.”
Cu toate acestea, pe măsură ce continuă să afirme, asumarea acestei provocări ar duce inevitabil la inovații și evoluții cheie în tehnologia de explorare spațială. Evident, lansarea unei astfel de misiuni ar trebui să se întâmple mai devreme decât mai târziu, având în vedere rata rapidă de călătorie a asteroidului. Dar orice misiune lansată în termen de câțiva ani nu va putea profita de evoluțiile tehnice ulterioare.
După cum a menționat pe site-ul său un cunoscut scriitor Paul Glister, unul dintre fondatorii Tau Zero Foundation și creatorul Centauri Dreams:
„Provocarea este formidabilă: 1I /” Oumuamua are o viteză excesivă hiperbolică de 26 km / s, ceea ce se traduce cu o viteză de 5,5 AU / an. Va depăși orbita lui Saturn în doi ani. Acest lucru este mult mai rapid decât orice obiect uman pe care l-a lansat vreodată în spațiu. ”
Ca atare, orice misiune montată la 1I / `Oumuamua ar presupune trei compromisuri notabile. Acestea includ compensarea între timpul de călătorie și delta V (adică viteza navei spațiale), compensarea dintre data lansării și timpul călătoriei și compensarea dintre data lansării / ora călătoriei și energia caracteristică. Energia caracteristică (C3) se referă la pătratul excesului de viteză hiperbolică sau viteza la infinit față de Soare.
Ultima, dar nu în ultimul rând, este compensarea dintre excesul de viteză a navei spațiale la lansare și excesul de viteză în raport cu asteroidul în timpul întâlnirii. Viteza excesivă este de preferat la lansare, deoarece va rezulta în timpuri de călătorie mai scurte. Însă un exces de viteză în timpul întâlnirii ar însemna că nava spațială va avea mai puțin timp pentru a efectua măsurători și pentru a aduna date pe asteroidul în sine.
Cu tot ce a explicat, echipa are în vedere diverse posibilități pentru crearea unei nave spațiale care s-ar baza pe un sistem de propulsie impulsivă (adică una cu o tracțiune suficient de scurtă). În plus, ei presupun că această misiune nu ar implica nicio acoperi planetare sau solare și ar zbura direct la 1I / `Oumuamua. Din aceasta, sunt stabiliți unii parametri de bază pe care apoi îi stabilesc.
„Pentru a rezuma, dificultatea de a atinge 1I /„ Oumuamua este funcție de momentul lansării, de excesul de viteză hiperbolică și de durata misiunii ”, indică ei. „Viitorii designeri de misiune ar trebui să găsească compromisuri adecvate între acești parametri. Pentru o dată de lansare realistă în 5 până la 10 ani, excesul de viteză hiperbolică este de ordinul 33 până la 76 km / s, cu o întâlnire la o distanță mult peste Pluto (50-200AU). "
Nu în ultimul rând, autorii iau în considerare diferite arhitecturi de misiune care sunt în prezent dezvoltate. Acestea includ cele care ar acorda prioritate urgenței (adică lansarea în termen de câțiva ani), cum ar fi Sistemul de lansare spațială (SLS) al NASA - despre care susțin că ar simplifica proiectarea misiunii. Un altul este Big Rockcon Falcon (BFR) al SpaceX, despre care susțin că ar putea permite o misiune directă până în 2025, datorită tehnicii sale de realimentare în spațiu.
Cu toate acestea, aceste tipuri de misiuni ar necesita, de asemenea, un flyup Jupiter pentru a oferi asistență la gravitație. În ceea ce privește tehnicile mai pe termen lung, care ar pune accentul pe tehnologiile mai avansate, ele iau în considerare și tehnologia solară bazată pe navigare. Acest lucru este exemplificat de conceptul Starshot al inițiativelor Breakthrough, care ar oferi flexibilitatea misiunii și capacitatea de a reacționa rapid la evenimentele neașteptate viitoare.
În timp ce această abordare ar presupune așteptarea, posibilitatea viitoarelor întâlniri cu un asteroid interstelar, ar permite un răspuns rapid și o misiune care ar putea elimina asistența gravitațională. De asemenea, ar putea permite un concept de misiune deosebit de atractiv, care este de a trimite mici roiuri de sonde pentru a se întâlni cu asteroidul. Deși acest lucru ar presupune investiții semnificative, valoarea infrastructurii ar justifica cheltuielile.
La final, echipa a stabilit că este necesară o cercetare și dezvoltare ulterioară, ceea ce subscrie importanța Proiectului Lyra. După cum au concluzionat:
„[O] misiune către obiect va întinde limita a ceea ce este posibil din punct de vedere tehnologic în prezent. O misiune care utilizează un sistem de propulsie chimică convențională ar fi posibilă folosind un fluturaș Jupiter pentru a ajuta gravitația la o întâlnire strânsă cu Soarele. Având în vedere materialele potrivite, tehnologia solară cu vele sau cu pânze laser ar putea fi utilizate ... Lucrările viitoare în cadrul proiectului Lyra se vor concentra pe analizarea diferitelor concepte de misiune și opțiuni tehnologice și pentru a selecta în jos 2 - 3 concepte promițătoare pentru o dezvoltare ulterioară. "
Este un axiom în vârstă că provocările descurajante sunt esențiale pentru inovație și schimbare. În acest sens, apariția `Oumuamua în Sistemul nostru solar a stimulat interesul pentru explorarea asteroizilor interstelari. Și, în timp ce o oportunitate de a explora acest asteroid este posibil să nu fie posibilă în următorii ani, sosirea viitorilor interlopi stâncoși în Sistemul nostru ar putea fi accesibilă.
