Oktoobris vallandas esimese tähtedevahelise asteroidi teade elevuse. Sellest ajast peale on astronoomid jälginud objekti, mis on tuntud kui 1I / 2017 U1 (teise nimega Oumuamua), ja märkinud selle kohta mõnda üsna huvitavat. Näiteks on selle heleduse kiirete muutuste põhjal kindlaks tehtud, et asteroid on kivine ja metalliline ning üsna veidra kujuga.
Asteroidi orbiidi vaatluste põhjal on ka selgunud, et see tegi meie Päikesele lähima kande tagasi 2017. aasta septembris ja on praegu teel tagasi tähtedevahelisse ruumi. Selle keha saladuste tõttu on mõned, kes soovitavad seda kinni hoida ja uurida. Üks selline rühm on Project Lyra, kes avaldas hiljuti uuringu, milles kirjeldati üksikasjalikult sellise missiooni väljakutseid ja eeliseid.
Uuring, mis ilmus hiljuti veebis pealkirja all “Projekt Lyra: kosmoselaeva saatmine 1I / 'Oumuamuale (endine A / 2017 U1), tähtedevaheline asteroid“, viidi läbi tähtedevaheliste uuringute algatuse (i4iS) - a vabatahtlike organisatsioon, mis on pühendunud tähtedevahelise kosmosereisi lähitulevikus reaalsuseks muutmisele. Uuringut toetas asteroide uuriv ettevõte Asteroid Initiatives LLC, mis on pühendunud asteroidide uurimise ja ärilise kasutamise hõlbustamisele.
Kui meenutada, siis kui astronoomid vaatlesid Oumuamua esmakordselt 19. oktoobril 2017 Hawaii ülikooli panoraamvaatluse teleskoopi ja kiirreageerimissüsteemi (Pan-STARRS) kasutades astronoomid, siis arvati, et objekt (siis tuntud kui C / 2017 U1) komeet. Järgnevate vaatluste käigus selgus aga, et see oli tegelikult asteroid ja see sai ümber nime 1I / 2017 U1 (või 1I / Oumuamua).
ESO väga suure teleskoobi (VLT) abil tehtud järelvaatused suutsid seada asteroidi suurusele, heledusele, koostisele, värvile ja orbiidile piiranguid. Need näitasid, et Oumuamua mõõt on umbes 400 meetrit (1312 jalga), see on väga piklik ja keerleb teljel iga 7,3 tunni järel - mida näitab viis, kuidas selle heledus varieerub kümme korda.
Samuti otsustati, et see on kivine ja metallirikas ning sisaldab jälgi toliinidest - orgaanilistest molekulidest, mida on ultraviolettkiirgusega kiiritatud. Asteroidil on ka äärmiselt hüperboolne orbiit - ekstsentrilisusega 1,2 -, mis viib selle praegu meie Päikesesüsteemist välja. Esialgsed arvutused selle orbiidi kohta näitasid ka, et see pärineb algselt Lyga põhjaosa tähtkuju heledaima tähe Vega üldsuunast.
Arvestades, et see asteroid on oma olemuselt päikeseväline, võiks missioon, mis oleks võimeline seda lähemalt uurima, kindlasti meile palju rääkima selle süsteemi kohta, milles ta asus. See saabumine meie süsteemi on tõstnud teadlikkust ka päikeseväliste asteroidide kohta, mis on uus tähtedevaheliste objektide klass, mille astronoomide hinnangul saabub meie süsteemi kiirusega umbes üks aastas.
Seetõttu usub projekti Lyra taga olev meeskond, et 1I / Oumuamua õppimine oleks kord elus võimalus. Nagu nad oma uuringus väidavad:
"Kuna 1I / 'Oumuamua on lähim tähtedevahelise materjali makroskoopiline proov, mille isotoopne allkiri erineb tõenäoliselt meie päikesesüsteemi mis tahes muust objektist, on selle objekti proovivõtmise teaduslik tulu raske alahinnata. Tähtedevaheliste materjalide üksikasjalik uurimine tähtedevahelistest vahemaadest on tõenäoliselt aastakümnete kaugusel, isegi kui näiteks Breakthrough Initiativesi projekti Starshot rakendatakse jõuliselt. Seetõttu on huvitav küsimus, kas on olemas võimalus seda ainulaadset võimalust ära kasutada, saates kosmoselaeva 1I / 'Oumuamua'le, et teha vaatlusi lähedalt. "
Kuid loomulikult esitab selle asteroidiga ümbermängimine palju väljakutseid. Kõige ilmsem on kiirus ja asjaolu, et 1I / Oumuamua on juba teel meie päikesesüsteemist välja. Asteroidi orbiidi arvutuste põhjal on kindlaks tehtud, et 1I / `Oumuamua liigub kiirusega 26 km / s - see töötab kiirusel 95 000 km / tunnis (59 000 mph).
Ükski missioon kosmoseuuringute ajaloos pole seda kiiresti läbi sõitnud ja seni on kiireimad missioonid suutnud vaid umbes kaks kolmandikku sellest kiirusest juhtida. See hõlmab kiireimat kosmoselaeva, mis Päikesesüsteemist lahkub (Voyager 1) ja kiireim kosmoselaev käivitamisel ( Uued horisondid missioon). Seega oleks missiooni loomine, mis sellele järele jõuaks, suur väljakutse. Nagu meeskond kirjutas:
See on märkimisväärselt kiirem kui ükski objekt, mille inimkond on kunagi kosmosesse lasknud. Inimkonna kiireim objekt Voyager 1, mille hüperboolne liigkiirus on 16,6 km / s. Kuna 1I / 'Oumuamua juba väljub meie päikesesüsteemist, peaksid kõik tulevikus käivitatavad kosmoseaparaadid seda jälitama. »
Ent kui öeldakse edasi, tooks selle väljakutse vastuvõtmine paratamatult kaasa olulisi uuendusi ja kosmoseuuringute tehnoloogia arengut. Ilmselt peaks sellise missiooni käivitamine toimuma varem kui hiljem, arvestades asteroidi kiiret reisimäära. Kuid mõni missioon, mis käivitatakse mõne aasta pärast, ei saa hilisemaid tehnilisi arenguid ära kasutada.
Nagu kuulus kirjanik Paul Glister, Tau Zero Fondi üks asutajaid ja Centauri Dreams looja, märkis oma veebisaidil:
„Väljakutse on tohutu: 1I /” Oumuamua hüperboolne liigkiirus on 26 km / s, mis tähendab, et kiirus on 5,5 AU / aastas. See jõuab kahe aasta jooksul Saturni orbiidist kaugemale. See on palju kiirem kui ükski objekt, mille inimkond on kunagi kosmosesse lasknud. ”
Seega tähendab iga 1I / `Oumuamuale paigutatud missioon kolme märkimisväärset kompromissi. Nende hulka kuuluvad kompromiss sõiduaja ja delta V vahel (st kosmoselaeva kiirus), kompromiss stardi kuupäeva ja reisiaja vahel ning kompromiss stardikuupäeva / reisi aja ja iseloomuliku energia vahel. Iseloomulik energia (C3) viitab hüperboolse liigkiiruse ruudule või lõpmatuse kiirusele Päikese suhtes.
Viimane, kuid mitte vähem tähtis, on kompromiss kosmoselaeva ülemäärase kiiruse stardi ajal ja selle liigse kiiruse vahel asteroidi suhtes kokkupõrke ajal. Lubamisel on eelistatav ületada kiirus, kuna see põhjustab lühema sõiduaja. Kuid suur üleliigne kiirus kohtumise ajal tähendaks kosmoselaeval vähem aega mõõtmiste tegemiseks ja asteroidi enda kohta andmete kogumiseks.
Kõike seda arvesse võttes kaalub meeskond mitmesuguseid võimalusi kosmoselaeva loomiseks, mis toetuks impulsiivsele tõukejõusüsteemile (s.o sellisele, millel on piisavalt lühiajaline tõukejõud). Lisaks arvavad nad, et selle missiooniga ei kaasne ühtegi planeedi ega päikeseenergia lendu ning see lendab otse 1I / `Oumuamua poole. Selle põhjal tehakse kindlaks mõned põhiparameetrid, mille nad seejärel välja panevad.
"Kokkuvõtlikult võib öelda, et raskuseni 1I / 'Oumuamua' le jõudmine sõltub funktsioonist käivitamise ajast, hüperboolsest liigkiirusest ja missiooni kestusest," näitavad nad. „Tulevased missiooni kujundajad peaksid leidma nende parameetrite vahel sobivad kompromissid. Realistliku käivituskuupäeva jaoks 5–10 aasta jooksul on hüperboolse liigkiiruse kiirus vahemikus 33 kuni 76 km / s, kokkupõrkega Pluutost kaugemal (50–200 AU). ”
Viimaseks, kuid mitte vähem oluliseks, käsitlevad autorid mitmesuguseid misjoniarhitektuure, mida praegu arendatakse. Nende hulka kuuluvad sellised, mis seaksid kiireloomulisuse prioriteediks (s.o käivitamine mõne aasta pärast), nagu NASA kosmoselaevade süsteem (SLS) - mis nende sõnul lihtsustaks missiooni kavandamist. Teine võimalus on SpaceXi Big Falconi rakett (BFR), mis nende väitel võiks tänu kosmoses tankimistehnikale võimaldada 2025. aastaks otsest missiooni.
Seda tüüpi missioonid vajaksid gravitatsiooniabi võimaldamiseks ka Jupiteri lendoravat. Vaadates rohkem pikaajalisi tehnikaid, mis rõhutaksid arenenumaid tehnoloogiaid, leiavad nad ka päikesepurjepõhise tehnoloogia. Selle näiteks on läbimurrealgatuse Starshot kontseptsioon, mis tagaks missiooni paindlikkuse ja võimaluse kiiresti reageerida tulevastele ootamatutele sündmustele.
Ehkki selline lähenemisviis eeldaks ootamist, võimalust tähtedevahelise asteroidiga tulevikus kokku puutuda, võimaldaks see kiiret reageerimist ja missiooni, mis aitab raskusteguritest vabaneda. See võiks võimaldada ka eriti atraktiivse missioonikontseptsiooni, milleks on saata pisikesed sondide sülemid asteroidiga kohtuma. Nad nõuavad, et see nõuaks märkimisväärset investeeringut, kuid infrastruktuuri väärtus õigustaks kulusid.
Lõpuks otsustas meeskond, et edasine uurimine ja arendamine on vajalik, mis kinnitab projekti Lyra olulisust. Nagu nad järeldasid:
„[A] missioon objektile sirutab piiri sellele, mis on tänapäeval tehnoloogiliselt võimalik. Missioon, mis kasutab tavapärast keemilist tõukejõusüsteemi, on teostatav Jupiteri lendorava abil gravitatsiooni abistamiseks tihedas kokkupuutes Päikesega. Õigete materjalide olemasolul võiks kasutada päikesepurjetehnoloogiat või laserpurje ... Projekti Lyra raames keskendutakse tulevastes töödes erinevate missioonide kontseptsioonide ja tehnoloogiavõimaluste üksikasjalikumale analüüsile ning 2–3 paljulubava kontseptsiooni valimiseks edasiseks arendamiseks. ”
See on juba vana aksioom, et hirmutavad väljakutsed on uuenduste ja muutuste jaoks hädavajalikud. Sellega seoses on Oumuamua ilmumine meie päikesesüsteemi ärgitanud huvi tähtedevaheliste asteroidide uurimise vastu. Ja kuigi võimalus seda asteroidi uurida ei pruugi lähiaastatel olla võimalik, võib tulevaste kiviste põimikute saabumine meie süsteemi olla lihtsalt juurdepääsetav.
