Още през октомври обявяването на първия междузвезден астероид предизвика буря от вълнение. От това време астрономите провеждат последващи наблюдения на обекта, известен като 1I / 2017 U1 (известен още като Oumuamua) и отбелязват някои доста интересни неща за него. Например от бързите промени в яркостта му се установи, че астероидът е скалист и метален и по-скоро странно оформен.
Наблюденията на орбитата на астероида също разкриха, че той направи най-близкото си преминаване към нашето Слънце през септември 2017 г. и в момента е на път обратно към междузвездното пространство. Заради мистериите, които притежава това тяло, има и такива, които се застъпват за това да бъде прихванат и проучен. Една такава група е Project Lyra, която наскоро пусна проучване, в което подробно описва предизвикателствата и ползите от такава мисия.
Изследването, което наскоро се появи онлайн под заглавието „Project Lyra: Изпращане на космически кораб до 1I /„ Oumuamua (бивш A / 2017 U1), междузвездният астероид “, беше проведено от членове на Инициативата за междузвездни изследвания (i4iS) - a доброволческа организация, която е посветена на превръщането на междузвездното пространство в реалност в близко бъдеще. Проучването е подкрепено от Asteroid Initiatives LLC, астероидно проучваща компания, която е посветена на улесняване на проучването и търговската експлоатация на астероиди.
За резюме, когато Оумаамуа за първи път е наблюдаван на 19 октомври 2017 г., от астрономи, използващи Панорамното изследване на телескопа и системата за бързо реагиране (Pan-STARRS) на Университета на Хаваи (Pan-STARRS), първоначално се смята, че обектът (тогава известен като C / 2017 U1) комета. Последващи наблюдения обаче разкриха, че всъщност това е астероид и той е преименуван на 1I / 2017 U1 (или 1I / Oumuamua).
Последващи наблюдения, направени с помощта на много големия телескоп на ESO (VLT), успяха да поставят ограничения върху размера, яркостта, състава, цвета и орбитата на астероида. Те разкриха, че „Оумаамуа е с дължина около 400 метра (1312 фута), е много удължен и се върти по оста си на всеки 7,3 часа - както е показано от начина, по който яркостта му варира с коефициент десет.
Също така беше определено да бъде каменист и богат на метали и да съдържа следи от толини - органични молекули, които са били облъчени от UV лъчение. Астероидът също има изключително хиперболична орбита - с ексцентричност 1,2 - която в момента го извежда от нашата Слънчева система. Предварителните изчисления на орбитата му също показват, че първоначално идва от общата посока на Вега, най-ярката звезда в северното съзвездие Лира.
Като се има предвид, че този астероид е свръх слънчева по природа, мисия, която би била способна да го изучава отблизо, със сигурност може да ни каже много за системата, в която се е формирал. Пристигането в нашата система също повиши осведомеността за извън слънчевите астероиди, нов клас междузвезден обект, който астрономите сега изчисляват, че пристигат в нашата система със скорост около един годишно.
Поради това екипът, който стои зад Project Lyra, вярва, че изучаването на 1I / Oumuamua би било възможност за един път в живота. Както заявяват в своето проучване:
„Тъй като 1I /„ Oumuamua е най-близката макроскопска проба от междузвезден материал, вероятно с изотопен подпис, различен от всеки друг обект в нашата Слънчева система, научните връщания от вземането на проби от обекта са трудни за подценяване. Подробно проучване на междузвездни материали на междузвездни разстояния е вероятно десетилетия далеч, дори ако проектът „Пробив на инициативите“ на звездите например енергично се преследва. Следователно интересен въпрос е дали има начин да се използва тази уникална възможност чрез изпращане на космически кораб до 1I / „Oumuamua, за да правят наблюдения отблизо.“
Но разбира се, срещата с този астероид представлява много предизвикателства. Най-очевидно е скоростта и фактът, че 1I / Oumuamua вече е на път да излезе от нашата Слънчева система. Въз основа на изчисленията на орбитата на астероида беше установено, че 1I / `Oumuamua пътува със скорост 26 km / s - което работи до 95 000 km / час (59,000 mph).
Никоя мисия в историята на космическото проучване не е пътувала толкова бързо и най-бързите мисии досега успяват да управляват само около две трети от тази скорост. Това включва най-бързия космически кораб, който напуска Слънчевата система (Вояджър 1) и най-бързият космически кораб при изстрелване (the Нови хоризонти мисия). Така че създаването на мисия, която би могла да я настигне, би било голямо предизвикателство. Както екипът написа:
„Това [е] значително по-бързо от всеки обект, който човечеството някога е изстреляло в космоса. Voyager 1, най-бързият обект, който човечеството някога е изградил, има хиперболична излишна скорост от 16,6 km / s. Тъй като 1I / „Oumuamua вече напуска нашата слънчева система, всеки космически кораб, стартиран в бъдеще, ще трябва да го преследва.“
Въпреки това, докато продължават да твърдят, поемането на това предизвикателство неизбежно би довело до ключови иновации и разработки в технологията за космически проучвания. Очевидно стартирането на подобна мисия би трябвало да се случи по-рано, отколкото по-късно, предвид бързата скорост на пътуване на астероида. Но всяка мисия, която стартира след няколко години, няма да може да се възползва от по-късните технически разработки.
Както отбеляза на своя уебсайт известният писател Пол Глистър, един от основателите на фондацията „Тау Зеро“ и създателят на „Кентавър мечти“:
„Предизвикателството е огромно: 1I /“ Oumuamua има хиперболична излишна скорост от 26 km / s, което означава скорост от 5,5 AU / година. Той ще бъде извън орбитата на Сатурн след две години. Това е много по-бързо от всеки обект, който човечеството някога е изстреляло в космоса. "
Като такава, всяка мисия, монтирана на 1I / `Oumuamua, би довела до три забележителни компромиси. Те включват компромис между време на пътуване и делта V (т.е. скоростта на космическия кораб), компромис между датата на изстрелване и времето на пътуване и компромис между датата на изстрелване / времето на пътуване и характерната енергия. Характерна енергия (С3) се отнася до квадрата на хиперболичната излишна скорост или скоростта в безкрайност по отношение на Слънцето.
Не на последно място, но не на последно място е компромисът между излишната скорост на космическия кораб при изстрелване и неговата превишена скорост спрямо астероида по време на срещата. Излишната скорост е за предпочитане при стартиране, тъй като това ще доведе до по-кратко време за пътуване. Но висока излишна скорост по време на срещата би означавала, че космическият кораб ще има по-малко време за извършване на измервания и събиране на данни за самия астероид.
С оглед на всичко това, след това екипът обмисля различни възможности за създаване на космически кораб, който да разчита на импулсивна задвижваща система (т.е. такава с достатъчно краткотрайна тяга). Освен това те приемат, че тази мисия не би включвала никакви планетарни или слънчеви полети и ще лети директно до 1I / `Oumuamua. От това се установяват някои основни параметри, които те след това определят.
„В обобщение, трудността при достигане на 1I /„ Oumuamua е функция на кога да стартирате, хиперболичната излишна скорост и продължителността на мисията “, посочват те. „Бъдещите дизайнери на мисии ще трябва да намерят подходящи компромиси между тези параметри. За реалистична дата на изстрелване след 5 до 10 години, хиперболичната излишна скорост е от порядъка на 33 до 76 км / сек със среща на разстояние, далеч отвъд Плутон (50-200AU). "
Не на последно място, авторите разглеждат различни архитектури на мисиите, които в момента се разработват. Те включват онези, които биха поставили приоритет на спешността (т.е. стартиране в рамките на няколко години), като НАСА Системата за изстрелване на космически кораби (SLS) на НАСА, която според тях би опростила дизайна на мисията. Друга е голямата Falcon Rocket (BFR) на SpaceX, която според тях може да даде възможност за директна мисия до 2025 г. благодарение на техниката за зареждане в космоса.
Тези типове мисии обаче ще изискват и летене на Юпитер, за да се окаже помощ за гравитация. Поглеждайки към по-дългосрочни техники, които биха наблегнали на по-модерните технологии, те също разглеждат технологията, задвижвана от слънчеви платна. Това е илюстрирано от концепцията Starshot на инициативите Breakthrough Initiatives, която би осигурила гъвкавост на мисията и възможност за бързо реагиране на бъдещи неочаквани събития.
Докато този подход би довел до чакане, възможност за бъдещи срещи с междузвезден астероид, той би позволил бърза реакция и мисия, която може да премахне гравитационните асистенции. Той би могъл също така да даде възможност за особено атрактивна концепция за мисия, която е да изпрати малки рояци сонди на среща с астероида. Въпреки че това би довело до значителни инвестиции, стойността на инфраструктурата би оправдала разходите, твърдят те.
В крайна сметка екипът определи, че са необходими по-нататъшни изследвания и разработки, което подписва значението на Project Lyra. Както заключиха:
„[Мисията] към обекта ще разшири границата на технологично възможното днес. Мисия, използваща конвенционална система за химическо задвижване, би била възможна с помощта на полет на Юпитер за гравитация - подпомагане на близка среща със Слънцето. Като се имат предвид подходящите материали, може да се използва технология за слънчеви платна или лазерни платна ... Бъдещата работа в рамките на Project Lyra ще се съсредоточи върху анализа на различните концепции на мисията и технологичните опции по-подробно и върху избирането на 2 - 3 обещаващи концепции за по-нататъшно развитие. "
Това е вековна аксиома, че плашещите предизвикателства са от съществено значение за иновациите и промените. В това отношение появата на `Oumuamua в нашата Слънчева система стимулира интереса към изследване на междузвездни астероиди. И макар че възможността за изследване на този астероид може да не е възможна през следващите няколко години, пристигането на бъдещи скални интерлопери в нашата Система може би е просто достъпно.
