Oktobra je napoved prvega medzvezdnega asteroida sprožila bujo navdušenja. Od takrat so astronomi izvajali nadaljnja opazovanja predmeta, imenovanega 1I / 2017 U1 (aka. Oumuamua), in opazili nekaj precej zanimivih stvari. Na primer, iz hitrih sprememb njene svetlosti je bilo ugotovljeno, da je asteroid skalnat in kovinski ter precej nenavadno oblikovan.
Opazovanja orbite asteroida so pokazala tudi, da je septembra 2017 najhitreje prešel na naše Sonce in trenutno se vrača v medzvezdni prostor. Zaradi skrivnosti tega telesa obstajajo tisti, ki se zavzemajo za njegovo prestrezanje in raziskovanje. Ena takih skupin je Project Lyra, ki je nedavno objavila študijo, v kateri je podrobno opisala izzive in koristi, ki bi jih takšno poslanstvo predstavljalo.
Študijo, ki se je pred kratkim pojavila na spletu pod naslovom "Projektna lira: Pošiljanje vesoljskega plovila na 1I /" Oumuamua (prej A / 2017 U1), medzvezdni asteroid ", so izvedli člani Iniciative za medzvezdne študije (i4iS) - a prostovoljna organizacija, ki je namenjena temu, da medzvezdni prostor potuje v bližnji prihodnosti. Študijo je podprlo podjetje Asteroid Initiatives LLC, podjetje za iskanje asteroidov, ki je namenjeno lažjemu raziskovanju in komercialnemu izkoriščanju asteroidov.
Če povzamemo, ko so Oumuamua prvič opazili 19. oktobra 2017 astronomi, ki uporabljajo sistem za panoramski raziskovanje in sistem hitrega odzivanja Univerze na Havajih (Pan-STARRS), je bil prvotno domnevan objekt (takrat znan kot C / 2017 U1). komet. Vendar so poznejša opažanja pokazala, da gre dejansko za asteroid in so ga preimenovali v 1I / 2017 U1 (ali 1I / Oumuamua).
Nadaljnja opazovanja z uporabo zelo velikega teleskopa ESO (VLT) so lahko postavila omejitve glede velikosti, svetlosti, sestave, barve in orbite asteroida. Odkrili so, da je `Oumuamua dolga kakih 400 metrov (1312 čevljev) dolga, zelo podolgovata in se vrti na svoji osi vsakih 7,3 ure - kar kaže na način, kako se njegova svetlost spreminja za faktor deset.
Ugotovljeno je bilo tudi, da je kamnita in bogata s kovinami ter da vsebuje sledove tolinov - organskih molekul, ki so bili obsevani z UV sevanjem. Asteroid ima tudi izjemno hiperbolično orbito - z ekscentričnostjo 1,2 -, ki jo trenutno odvaja iz našega Osončja. Predhodni izračuni njegove orbite so tudi pokazali, da izvira iz splošne smeri Vege, najsvetlejše zvezde v severnem ozvezdju Lyra.
Glede na to, da je ta asteroid ekstra sončne narave, bi nam lahko misija, ki bi ga bila sposobna preučiti od blizu, veliko povedala o sistemu, v katerem se je oblikoval. S prihodom v naš sistem se je tudi dvignila ozaveščenost o ekstra-sončnih asteroidih, novem razredu medzvezdnih predmetov, za katerega astronomi zdaj ocenjujejo, da v naš sistem prispevajo s približno enim letom.
Zaradi tega ekipa, ki stoji za Project Lyra, verjame, da bi bilo študiranje 1I / Oumuamua priložnost za enkrat v življenju. Kot navajajo v svoji študiji:
"Ker je 1I /" Oumuamua najbližji makroskopski vzorec medzvezdnega materiala, verjetno z izotopskim podpisom, ki se razlikuje od katerega koli drugega predmeta v našem osončju, je znanstvenih povratkov od vzorčenja predmeta težko razumeti. Podrobna študija medzvezdnih materialov na medzvezdnih razdaljah je verjetno desetletja daleč, tudi če se na primer Projekt preboj zvezdnih pobud močno vztraja. Zato je zanimivo vprašanje, če obstaja način, kako izkoristiti to edinstveno priložnost s pošiljanjem vesoljskega plovila na 1I / 'Oumuamua, da bi opazoval od blizu. "
Seveda pa srečanje s tem asteroidom predstavlja veliko izzivov. Najbolj očitno je hitrost in dejstvo, da je 1I / Oumuamua že na poti iz našega Osončja. Na podlagi izračunov orbite asteroida je bilo ugotovljeno, da 1I / `Oumuamua potuje s hitrostjo 26 km / s - kar deluje do 95.000 km / uro (59.000 mph).
Nobena misija v zgodovini vesoljskega raziskovanja ni potovala tako hitro, najhitrejše misije doslej pa so uspele obvladati le približno dve tretjini te hitrosti. To vključuje najhitrejšo vesoljsko ladjo, ki zapušča Osončje (Voyager 1) in najhitrejša vesoljska ladja ob izstrelitvi ( Nova obzorja poslanstvo). Glavni izziv bi bil torej oblikovanje misije, ki bi jo lahko dohitela. Kot je napisala ekipa:
"To [je] bistveno hitreje kot kateri koli objekt, ki ga je človeštvo kdajkoli izstrelilo v vesolje. Voyager 1, najhitrejši objekt, ki ga je človeštvo kdajkoli zgradilo, ima hiperbolično presežno hitrost 16,6 km / s. Ker 1I / 'Oumuamua že zapušča naš osončje, bi ga vsaka vesoljska plovila v prihodnosti morala preganjati. "
Vendar, ko bodo nadaljevali z navedbo, bi sprejemanje tega izziva neizogibno povzročilo ključne inovacije in razvoj tehnologije vesoljskega raziskovanja. Očitno bi se bilo treba zaradi takšne hitrosti potovanja asteroida zgoditi slej ko prej. Vendar nobena misija, ki se začne v nekaj letih, ne bo mogla izkoristiti poznejšega tehničnega razvoja.
Kot je na svojem spletnem mestu zapisal znani pisatelj Paul Glister, eden od ustanoviteljev fundacije Tau Zero in ustvarjalec Centauri Dreams:
"Izziv je velik: 1I /" Oumuamua ima hiperbolično presežno hitrost 26 km / s, kar pomeni hitrost 5,5 AU / leto. Čez dve leti bo čez Saturnovo orbito. To je veliko hitreje kot katerikoli človeški objekt, ki se je kdajkoli izstrelil v vesolje. "
Vsaka misija, ustanovljena na 1I / `Oumuamua, bi pomenila tri pomembne kompromise. Ti vključujejo kompromis med časom potovanja in delto V (tj. Hitrostjo vesoljskega plovila), kompromis med datumom izstrelitve in časom potovanja ter kompromis med datumom izstrelitve / časom izleta in značilno energijo. Karakteristična energija (C3) se nanaša na kvadrat hiperbolične presežne hitrosti ali hitrosti v neskončnosti glede na Sonce.
Nenazadnje je kompromis med presežno hitrostjo vesoljskega plovila ob izstrelitvi in njeno presežno hitrostjo glede na asteroid med srečanjem. Pri zagonu je zaželena prevelika hitrost, saj ima za posledico krajši čas potovanja. Toda velika presežna hitrost med srečanjem bi pomenila, da bi vesoljsko plovilo imelo manj časa za meritve in zbiranje podatkov o samem asteroidu.
Glede na vse to ekipa nato preuči različne možnosti za ustvarjanje vesoljskega plovila, ki bi se opiralo na impulzivni pogonski sistem (tj. Takšen z dovolj kratkotrajnim potiskom). Poleg tega domnevajo, da ta misija ne bi vključevala nobenega planetarnega ali sončnega letala in bi letela neposredno na 1I / `Oumuamua. Iz tega se določijo nekateri osnovni parametri, ki jih nato določijo.
"Če povzamem, težava doseganja 1I /" Oumuamua je odvisna od tega, kdaj naj se začne, hiperbolična presežna hitrost in trajanje misije, "navajata. „Prihodnji oblikovalci misij bi morali med temi parametri najti ustrezne kompromise. Za realen datum izstrelitve čez 5 do 10 let je hiperbolična presežna hitrost od 33 do do 76 km / s s srečanjem na razdalji, ki je daleč od Plutona (50-200AU). "
Nenazadnje avtor obravnava različne arhitekture misij, ki se trenutno razvijajo. Mednje spadajo tisti, ki bi dali prednost nujnosti (tj. Izstrelitev v nekaj letih), kot je Nasin sistem lansiranja vesolja (SLS) - za katere trdijo, da bi poenostavili zasnovo misije. Druga je SpaceX-ova velika sokola (BFR), za katero trdijo, da bi lahko omogočila neposredno misijo do leta 2025 zahvaljujoč tehniki za dolivanje v vesolju.
Vendar bi te vrste misij potrebovale tudi letenje Jupitra, da bi zagotovili gravitacijsko pomoč. Če pogledamo bolj dolgoročne tehnike, ki bi poudarile bolj napredne tehnologije, upoštevajo tudi tehnologijo, ki jo poganjajo sončna jadra. To ponazarja koncept Starshot Breakthrough Initiatives, ki bi zagotovil fleksibilnost misije in možnost hitrega odzivanja na prihodnje nepričakovane dogodke.
Čeprav bi ta pristop pomenil čakanje, možnost prihodnjih srečanj z medzvezdnim asteroidom, bi omogočil hiter odziv in misijo, ki bi lahko odpravila težnostno pomoč. Prav tako bi lahko omogočil posebej privlačen misijon, ki je pošiljanje drobnih rojev sond na srečanje z asteroidom. Čeprav bi to pomenilo znatne naložbe, bi vrednost infrastrukture upravičila stroške, trdijo.
Na koncu je ekipa ugotovila, da so potrebne nadaljnje raziskave in razvoj, kar je podlaga za pomembnost projekta Lyra. Kot so zaključili:
„[A] misija objekta bo raztegnila mejo tehnološko mogočega danes. Naloga, ki uporablja običajni sistem za kemično pogon, bi bila mogoča z uporabo letenja Jupitra za gravitacijo - pomoč pri tesnem srečanju s Soncem. Glede na prave materiale bi lahko uporabili tehnologijo sončnega jadra ali lasersko jadro… Prihodnje delo v okviru projekta Lyra se bo osredotočilo na podrobnejšo analizo različnih konceptov misije in možnosti tehnologije ter na izbiro 2 - 3 obetavnih konceptov za nadaljnji razvoj. “
To je starodavni aksiom, da so strašljivi izzivi bistveni za inovacije in spremembe. V zvezi s tem je pojav `Oumuamua v našem Osončju spodbudil zanimanje za raziskovanje medzvezdnih asteroidov. In čeprav priložnost za raziskovanje tega asteroida v naslednjih nekaj letih morda ne bo mogoča, bo prihodnji kamniti preplet v naš sistem morda preprosto dosegljiv.
