Τον Οκτώβριο, η ανακοίνωση του πρώτου διαστρικού αστεροειδούς προκάλεσε έναν ενθουσιασμό. Από τότε, οι αστρονόμοι έχουν πραγματοποιήσει παρατηρήσεις παρακολούθησης του αντικειμένου που είναι γνωστό ως 1I / 2017 U1 (γνωστός και ως "Oumuamua) και σημείωσαν σχετικά ενδιαφέροντα πράγματα. Για παράδειγμα, από τις γρήγορες αλλαγές στη φωτεινότητά του, έχει καθοριστεί ότι ο αστεροειδής είναι βραχώδης και μεταλλικός και μάλλον παράξενα.
Παρατηρήσεις της τροχιάς του αστεροειδούς αποκάλυψαν επίσης ότι έκανε το πλησιέστερο πέρασμα στον Ήλιο μας τον Σεπτέμβριο του 2017 και αυτή τη στιγμή επιστρέφει στο διαστρικό διάστημα. Λόγω των μυστηρίων που κρατά αυτό το σώμα, υπάρχουν εκείνοι που υποστηρίζουν ότι πρέπει να υποκλαπούν και να εξερευνηθούν. Μια τέτοια ομάδα είναι το Project Lyra, το οποίο δημοσίευσε πρόσφατα μια μελέτη με λεπτομέρειες για τις προκλήσεις και τα οφέλη που θα παρουσίαζε μια τέτοια αποστολή.
Η μελέτη, η οποία εμφανίστηκε πρόσφατα στο διαδίκτυο με τον τίτλο «Project Lyra: Sending a Spacecraft to 1I /« Oumuamua (πρώην A / 2017 U1), the Interstellar Asteroid », διεξήχθη από μέλη της Πρωτοβουλίας για τις Διαστημικές Μελέτες (i4iS) - α εθελοντική οργάνωση που είναι αφιερωμένη στην πραγματοποίηση των διαστημικών διαστημικών ταξιδιών πραγματικότητα στο εγγύς μέλλον. Η μελέτη υποστηρίχθηκε από την Asteroid Initiatives LLC, μια εταιρεία αναζήτησης αστεροειδών που είναι αφοσιωμένη στη διευκόλυνση της εξερεύνησης και της εμπορικής εκμετάλλευσης των αστεροειδών.
Για να ανακεφαλαιώσουμε, όταν το Oumuamua παρατηρήθηκε για πρώτη φορά στις 19 Οκτωβρίου 2017, από αστρονόμους που χρησιμοποιούν το Τηλεσκόπιο Πανοραμικής Έρευνας και Σύστημα Ταχείας Απόκρισης (Pan-STARRS) του Πανεπιστημίου της Χαβάης, το αντικείμενο (τότε γνωστό ως C / 2017 U1) θεωρήθηκε αρχικά ότι ήταν ένας κομήτης. Ωστόσο, οι επόμενες παρατηρήσεις αποκάλυψαν ότι ήταν στην πραγματικότητα ένας αστεροειδής και μετονομάστηκε 1I / 2017 U1 (ή 1I / Oumuamua).
Οι παρατηρήσεις παρακολούθησης που έγιναν χρησιμοποιώντας το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο του ESO (VLT) μπόρεσαν να θέσουν περιορισμούς στο μέγεθος, τη φωτεινότητα, τη σύνθεση, το χρώμα και την τροχιά του αστεροειδούς. Αυτά αποκάλυψαν ότι «Το Oumuamua μετρούσε περίπου 400 μέτρα (1312 πόδια) μήκος, είναι πολύ επιμήκη και περιστρέφεται στον άξονά του κάθε 7,3 ώρες - όπως υποδεικνύεται από τον τρόπο με τον οποίο η φωτεινότητά του μεταβάλλεται κατά ένα συντελεστή δέκα.
Αποφασίστηκε επίσης να είναι βραχώδες και πλούσιο σε μέταλλα και να περιέχει ίχνη θολινών - οργανικά μόρια που έχουν ακτινοβοληθεί από υπεριώδη ακτινοβολία. Ο αστεροειδής έχει επίσης μια εξαιρετικά υπερβολική τροχιά - με εκκεντρότητα 1,2 - που τον βγάζει από το ηλιακό μας σύστημα. Οι προκαταρκτικοί υπολογισμοί της τροχιάς του έδειξαν επίσης ότι προήλθε αρχικά από τη γενική κατεύθυνση του Vega, του λαμπρότερου αστεριού στον βόρειο αστερισμό της Λύρας.
Δεδομένου ότι αυτός ο αστεροειδής είναι εξαιρετικά ηλιακής φύσης, μια αποστολή που θα μπορούσε να το μελετήσει από κοντά θα μπορούσε σίγουρα να μας πει πολλά για το σύστημα στο οποίο σχηματίστηκε. Η άφιξή του στο σύστημά μας έχει επίσης αυξήσει την ευαισθητοποίηση σχετικά με τους επιπλέον ηλιακούς αστεροειδείς, μια νέα κατηγορία διαστρικών αντικειμένων που οι αστρονόμοι εκτιμούν ότι φτάνουν στο σύστημά μας με ρυθμό περίπου ένα ανά έτος.
Εξαιτίας αυτού, η ομάδα πίσω από το Project Lyra πιστεύει ότι η μελέτη του 1I / Oumuamua θα ήταν μια ευκαιρία μια φορά στη ζωή. Όπως δηλώνουν στη μελέτη τους:
«Καθώς το 1I /‘ Oumuamua είναι το πλησιέστερο μακροσκοπικό δείγμα διαστρικού υλικού, πιθανότατα με ισοτοπική υπογραφή διαφορετική από οποιοδήποτε άλλο αντικείμενο στο ηλιακό μας σύστημα, οι επιστημονικές επιστροφές από τη δειγματοληψία του αντικειμένου είναι δύσκολο να υποτιμηθούν. Η λεπτομερής μελέτη των διαστρικών υλικών σε διαστρικές αποστάσεις είναι πιθανότατα δεκαετίες μακριά, ακόμα και αν το Project Starshot του Breakthrough Initiatives, για παράδειγμα, συνεχίζεται έντονα. Ως εκ τούτου, μια ενδιαφέρουσα ερώτηση είναι εάν υπάρχει τρόπος να εκμεταλλευτούμε αυτήν τη μοναδική ευκαιρία στέλνοντας ένα διαστημικό σκάφος στο 1I / «Oumuamua για να κάνουμε παρατηρήσεις σε κοντινή απόσταση».
Αλλά φυσικά, ο ραντεβού με αυτόν τον αστεροειδή παρουσιάζει πολλές προκλήσεις. Το πιο προφανές είναι αυτό της ταχύτητας και το γεγονός ότι το 1I / Oumuamua έχει ήδη βγει από το Ηλιακό μας Σύστημα. Με βάση τους υπολογισμούς της τροχιάς του αστεροειδούς, έχει καθοριστεί ότι το 1I / «Oumuamua ταξιδεύει με ταχύτητα 26 km / s - που φτάνει τα 95.000 km / ώρα (59.000 mph).
Καμία αποστολή στην ιστορία της εξερεύνησης του διαστήματος δεν έχει ταξιδέψει τόσο γρήγορα, και οι ταχύτερες αποστολές μέχρι σήμερα δεν μπόρεσαν να διαχειριστούν μόνο τα δύο τρίτα αυτής της ταχύτητας. Αυτό περιλαμβάνει το γρηγορότερο διαστημόπλοιο για έξοδο από το Ηλιακό Σύστημα (Voyager 1) και το γρηγορότερο διαστημόπλοιο κατά την εκτόξευση (το Νέοι ορίζοντες αποστολή). Έτσι, η δημιουργία μιας αποστολής που θα μπορούσε να ανταποκριθεί σε αυτήν θα ήταν μια μεγάλη πρόκληση. Όπως έγραψε η ομάδα:
«Αυτό είναι πολύ πιο γρήγορο από οποιοδήποτε αντικείμενο που ξεκίνησε ποτέ η ανθρωπότητα στο διάστημα. Το Voyager 1, το γρηγορότερο αντικείμενο που έχει δημιουργήσει ποτέ η ανθρωπότητα, έχει υπερβολική ταχύτητα 16,6 km / s. Καθώς η 1I / «Oumuamua εγκαταλείπει ήδη το ηλιακό μας σύστημα, κάθε διαστημικό σκάφος που θα ξεκινήσει στο μέλλον θα πρέπει να το κυνηγήσει».
Ωστόσο, καθώς συνεχίζουν να δηλώνουν, η ανάληψη αυτής της πρόκλησης θα οδηγήσει αναπόφευκτα σε βασικές καινοτομίες και εξελίξεις στην τεχνολογία εξερεύνησης του διαστήματος. Προφανώς, η έναρξη μιας τέτοιας αποστολής θα πρέπει να πραγματοποιηθεί νωρίτερα από ό, τι αργότερα, δεδομένου του γρήγορου ρυθμού ταξιδιού του αστεροειδούς. Ωστόσο, οποιαδήποτε αποστολή που ξεκινά μέσα σε λίγα χρόνια δεν θα είναι σε θέση να επωφεληθεί από μεταγενέστερες τεχνικές εξελίξεις.
Ο διάσημος συγγραφέας Paul Glister, ένας από τους ιδρυτές του Ιδρύματος Tau Zero και δημιουργός του Centauri Dreams, σημείωσε στον ιστότοπό του:
«Η πρόκληση είναι τρομερή: 1I /« Το Oumuamua έχει υπερβολική ταχύτητα 26 km / s, η οποία μεταφράζεται σε ταχύτητα 5,5 AU / έτος. Θα είναι πέρα από την τροχιά του Κρόνου μέσα σε δύο χρόνια. Αυτό είναι πολύ πιο γρήγορο από οποιοδήποτε αντικείμενο που έχει ξεκινήσει ποτέ η ανθρωπότητα στο διάστημα. "
Ως εκ τούτου, οποιαδήποτε αποστολή τοποθετείται στο 1I / «Oumuamua θα συνεπάγεται τρεις αξιοσημείωτες αντισταθμίσεις. Αυτές περιλαμβάνουν την αντιστάθμιση μεταξύ του χρόνου ταξιδιού και του δέλτα V (δηλαδή την ταχύτητα του διαστημικού σκάφους), την αντιστάθμιση μεταξύ της ημερομηνίας εκτόξευσης και του χρόνου ταξιδιού και την αντιστάθμιση μεταξύ της ημερομηνίας εκκίνησης / του χρόνου ταξιδιού και της χαρακτηριστικής ενέργειας. Η χαρακτηριστική ενέργεια (C3) αναφέρεται στο τετράγωνο της υπερβολικής υπερβολικής ταχύτητας ή στην ταχύτητα στο άπειρο σε σχέση με τον Ήλιο.
Τελευταίο, αλλά όχι λιγότερο σημαντικό, είναι η ανταλλαγή μεταξύ της υπερβολικής ταχύτητας του διαστημικού σκάφους κατά την εκτόξευση και της υπερβολικής ταχύτητάς του σε σχέση με τον αστεροειδή κατά τη διάρκεια της συνάντησης. Η υπερβολική ταχύτητα είναι προτιμότερη κατά την εκτόξευση, καθώς θα έχει ως αποτέλεσμα μικρότερους χρόνους ταξιδιού. Αλλά μια υψηλή υπερβολική ταχύτητα κατά τη διάρκεια της συνάντησης θα σήμαινε ότι το διαστημικό σκάφος θα είχε λιγότερο χρόνο για να πραγματοποιήσει μετρήσεις και να συλλέξει δεδομένα για τον ίδιο τον αστεροειδή.
Με όλα αυτά που έχουν ληφθεί υπόψη, η ομάδα εξετάζει έπειτα διάφορες δυνατότητες για τη δημιουργία ενός διαστημικού σκάφους που θα βασίζεται σε ένα παρορμητικό σύστημα πρόωσης (δηλαδή ένα με επαρκή ώθηση μικρής διάρκειας). Επιπλέον, υποθέτουν ότι αυτή η αποστολή δεν θα περιλαμβάνει πλανητικές ή ηλιακές πτήσεις και θα πετάξει απευθείας στο 1I / «Oumuamua. Από αυτό, καθορίζονται ορισμένες βασικές παράμετροι τις οποίες στη συνέχεια εκτίθενται.
«Συνοψίζοντας, η δυσκολία επίτευξης του 1I /« Oumuamua είναι μια συνάρτηση του πότε να ξεκινήσει, της υπερβολικής ταχύτητας και της διάρκειας της αποστολής », δείχνουν. «Οι μελλοντικοί σχεδιαστές αποστολών θα πρέπει να βρουν κατάλληλες αντισταθμίσεις μεταξύ αυτών των παραμέτρων. Για μια ρεαλιστική ημερομηνία εκτόξευσης σε 5 έως 10 χρόνια, η υπερβολική υπερβολική ταχύτητα είναι της τάξης των 33 έως και 76 km / s με μια συνάντηση σε απόσταση πολύ πέρα από τον Πλούτωνα (50-200AU). "
Τελευταίο, αλλά όχι λιγότερο σημαντικό, οι συγγραφείς εξετάζουν διάφορες αρχιτεκτονικές αποστολών που αναπτύσσονται αυτήν τη στιγμή. Σε αυτά περιλαμβάνονται εκείνα που θα δώσουν προτεραιότητα στο επείγον (δηλαδή να ξεκινήσουν μέσα σε λίγα χρόνια), όπως το Space Launch System (SLS) της NASA - το οποίο ισχυρίζονται ότι θα απλοποιήσουν το σχεδιασμό της αποστολής. Ένα άλλο είναι το Big Falcon Rocket (BFR) του SpaceX, το οποίο ισχυρίζονται ότι θα μπορούσε να επιτρέψει μια άμεση αποστολή έως το 2025 χάρη στην τεχνική ανεφοδιασμού στο διάστημα.
Ωστόσο, αυτοί οι τύποι των αποστολών θα απαιτούσαν επίσης ένα flyby του Δία για να παρέχουν μια βαρύτητα. Αναζητώντας πιο μακροπρόθεσμες τεχνικές, οι οποίες θα έδιναν έμφαση σε πιο προηγμένες τεχνολογίες, θεωρούν επίσης την τεχνολογία ηλιακής ιστιοπλοΐας. Αυτό εξηγείται από την ιδέα Starshot της Breakthrough Initiatives, η οποία θα παρέχει ευελιξία στην αποστολή και δυνατότητα αντίδρασης γρήγορα σε μελλοντικά απρόσμενα γεγονότα.
Ενώ αυτή η προσέγγιση συνεπάγεται αναμονή, δυνατότητα για μελλοντικές συναντήσεις με έναν διαστρικό αστεροειδή, θα επέτρεπε γρήγορη ανταπόκριση και μια αποστολή που θα μπορούσε να καταργήσει τη βοήθεια βαρύτητας. Θα μπορούσε επίσης να επιτρέψει μια ιδιαίτερα ελκυστική ιδέα αποστολής, που είναι να στείλει μικροσκοπικά σμήνη ανιχνευτών σε ραντεβού με τον αστεροειδή. Αν και αυτό συνεπάγεται σημαντική επένδυση, η αξία της υποδομής θα δικαιολογούσε το κόστος, ισχυρίζονται.
Στο τέλος, η ομάδα αποφάσισε ότι απαιτείται περαιτέρω έρευνα και ανάπτυξη, η οποία υπογραμμίζει τη σημασία του Project Lyra. Όπως κατέληξαν:
«[Μια] αποστολή στο αντικείμενο θα επεκτείνει τα όρια αυτού που είναι τεχνολογικά δυνατό σήμερα. Μια αποστολή που χρησιμοποιεί συμβατικό σύστημα πρόωσης με χημικά θα ήταν εφικτή με τη χρήση ενός Jupiter flyby για να βοηθήσει στη βαρύτητα σε μια στενή συνάντηση με τον Ήλιο. Δεδομένων των σωστών υλικών, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί η τεχνολογία ηλιακών πανιών ή τα πανιά με λέιζερ… Οι μελλοντικές εργασίες στο Project Lyra θα επικεντρωθούν στην ανάλυση των διαφορετικών εννοιών αποστολής και επιλογών τεχνολογίας με περισσότερες λεπτομέρειες και στην επιλογή 2 - 3 υποσχόμενων ιδεών για περαιτέρω ανάπτυξη. ”
Είναι ένα παλιό αξίωμα ότι οι τρομακτικές προκλήσεις είναι απαραίτητες για την καινοτομία και την αλλαγή. Από αυτή την άποψη, η εμφάνιση του "Oumuamua στο Ηλιακό μας Σύστημα προκάλεσε ενδιαφέρον για την εξερεύνηση των διαστρικών αστεροειδών. Και ενώ η ευκαιρία να εξερευνήσουμε αυτόν τον αστεροειδή μπορεί να μην είναι δυνατή τα επόμενα χρόνια, η άφιξη μελλοντικών βραχώδεις παρεμβολών στο Σύστημά μας μπορεί να είναι απλώς εφικτή.
