Oktobrī paziņojums par pirmo starpzvaigžņu asteroīdu izraisīja satraukumu. Kopš tā laika astronomi veica sekojošus novērojumus objektam, kas pazīstams kā 1I / 2017 U1 (pazīstams arī kā `Oumuamua), un atzīmēja par to diezgan interesantas lietas. Piemēram, pēc straujām tā spilgtuma izmaiņām ir noteikts, ka asteroīds ir akmeņains un metālisks, un diezgan dīvaini veidots.
Asteroīda orbītas novērojumi arī atklāja, ka tā savu tuvāko pāreju uz mūsu Sauli veica 2017. gada septembrī, un šobrīd tā ir atpakaļceļā uz starpzvaigžņu telpu. Sakarā ar šī ķermeņa noslēpumiem ir daži, kas iestājas par tā pārtveršanu un izpēti. Viena no šādām grupām ir projekts Lyra, kurš nesen izlaida pētījumu, kurā sīki aprakstīti izaicinājumi un ieguvumi, ko šāda misija varētu radīt.
Pētījumu, kas nesen parādījās tiešsaistē ar nosaukumu “Projekts Lyra: kosmosa kuģa nosūtīšana 1I / 'Oumuamua (bijušais A / 2017 U1), starpzvaigžņu asteroīds“, veica starpzvaigžņu pētījumu iniciatīvas (i4iS) dalībnieki. brīvprātīgo organizācija, kas nodarbojas ar to, lai tuvākajā nākotnē padarītu starpzvaigžņu ceļojumus par realitāti. Pētījumu atbalstīja Asteroid Initiatives LLC - asteroīdu izpētes uzņēmums, kas nodarbojas ar asteroīdu izpētes un komerciālas izmantošanas atvieglošanu.
Jāatgādina, ka tad, kad Oumuamua 2017. gada 19. oktobrī pirmo reizi novēroja astronomi, izmantojot Havaju universitātes Panorāmas aptaujas teleskopu un ātrās reaģēšanas sistēmu (Pan-STARRS), sākotnēji tika uzskatīts, ka objekts (toreiz pazīstams kā C / 2017 U1) komēta. Tomēr vēlākie novērojumi atklāja, ka tas faktiski bija asteroīds un to pārdēvēja par 1I / 2017 U1 (vai 1I / Oumuamua).
Pēcpārbaudes, kas veiktas, izmantojot ESO ļoti lielo teleskopu (VLT), spēja ierobežot asteroīda izmēru, spilgtumu, kompozīciju, krāsu un orbītu. Tie atklāja, ka Oumuamua ir apmēram 400 metrus (1312 pēdas) garš, ļoti iegarens un griežas uz savu asi ik pēc 7,3 stundām - kā norāda veids, kā tā spilgtums mainās desmit reizes.
Tika arī noteikts, ka tas ir akmeņains un ar metāliem bagāts, un tajā var atrasties tolīni - organiskas molekulas, kuras ir apstarotas ar UV starojumu. Asteroīdam ir arī ārkārtīgi hiperboliska orbīta - ar ekscentriskumu 1,2 -, kas šobrīd to izvada no mūsu Saules sistēmas. Sākotnējie tās orbītas aprēķini arī norādīja, ka tā sākotnēji nāca no Vegas, kas ir spožākā zvaigzne Lyra ziemeļu zvaigznājā, vispārējā virziena.
Ņemot vērā, ka šim asteroīdam ir ārpus saules raksturs, misija, kas varētu to izpētīt tuvu, noteikti varētu mums daudz pastāstīt par sistēmu, kurā tā izveidojās. Tā ienākšana mūsu sistēmā ir arī palielinājusi izpratni par ārpussaules asteroīdiem - jaunu starpzvaigžņu objektu klasi, kuru astronomi tagad lēš, ka mūsu sistēmā nonāk apmēram viena gada laikā.
Tāpēc projekta Lyra komanda uzskata, ka 1I / Oumuamua studēšana būtu iespēja reizi mūžā. Kā viņi norāda savā pētījumā:
“Tā kā 1I /” Oumuamua ir tuvākais starpzvaigžņu materiāla makroskopiskais paraugs, iespējams, ar izotopisku parakstu, kas atšķiras no jebkura cita objekta mūsu Saules sistēmā, zinātniskos rezultātus no objekta paraugu ņemšanas ir grūti novērtēt par zemu. Detalizēts starpzvaigžņu materiālu pētījums starpzvaigžņu attālumos, iespējams, ir gadu desmitiem tālu, pat ja, piemēram, tiek aktīvi īstenots Izrāvienu iniciatīvu projekts Starshot. Tāpēc interesants jautājums ir, vai ir veids, kā izmantot šo unikālo iespēju, nosūtot kosmosa kuģi uz 1I / 'Oumuamua, lai veiktu novērojumus no tuvuma. "
Protams, rotaļēšanās ar šo asteroīdu rada daudz izaicinājumu. Acīmredzamākais ir ātrums un fakts, ka 1I / Oumuamua jau ir ceļā no mūsu Saules sistēmas. Balstoties uz asteroīda orbītas aprēķiniem, ir noteikts, ka 1I / `Oumuamua pārvietojas ar ātrumu 26 km / s -, kas darbojas līdz 95 000 km / stundā (59 000 mph).
Neviena misija kosmosa izpētes vēsturē nav tik ātri nobraukta, un līdz šim visātrākās misijas ir spējušas vadīt tikai apmēram divas trešdaļas no šī ātruma. Tas ietver ātrāko kosmosa kuģi, kas atstāj Saules sistēmu (Voyager 1) un ātrākais kosmosa kuģis pie palaišanas ( Jauni horizonti misija). Tā kā izveidot misiju, kas to varētu sasniegt, būtu liels izaicinājums. Kā komanda rakstīja:
Tas ir ievērojami ātrāk nekā jebkurš objekts, ko cilvēce jebkad ir nonākusi kosmosā. Voyager 1, ātrākais objekts, ko cilvēce jebkad ir uzbūvējusi, ir ar hiperbolisku pārsniegšanas ātrumu 16,6 km / s. Tā kā 1I / 'Oumuamua jau aiziet no mūsu Saules sistēmas, jebkurš nākotnē palaists kosmosa kuģis to vajadzēs dzīt pakaļ. "
Tomēr, turpinoties valsts nostājai, šīs problēmas pieņemšana neizbēgami nozīmētu jauninājumus un attīstību kosmosa izpētes tehnoloģijā. Acīmredzot šādas misijas sākšanai būtu jānotiek drīzāk nekā vēlāk, ņemot vērā asteroīda ātro pārvietošanās ātrumu. Bet jebkura misija, kas tiek uzsākta dažu gadu laikā, nevarēs izmantot vēlākas tehniskās attīstības priekšrocības.
Kā savā vietnē atzīmēja slavenais rakstnieks Pols Gisters, viens no Tau Zero fonda dibinātājiem un Kentauru sapņu veidotājs:
“Izaicinājums ir milzīgs: 1I /” Oumuamua hiperboliskais ātruma pārsniegšanas ātrums ir 26 km / s, kas nozīmē ātrumu 5,5 AU / gadā. Divu gadu laikā tas atradīsies ārpus Saturna orbītas. Tas notiek daudz ātrāk nekā jebkurš objekts, ko cilvēce jebkad ir nonākusi kosmosā. ”
Tādējādi jebkura misija, kas paredzēta 1I / `Oumuamua, nozīmētu trīs ievērojamus kompromisus. Tie ietver kompromisu starp ceļojuma laiku un delta V (t.i., kosmosa kuģa ātrumu), kompromisu starp palaišanas datumu un ceļojuma laiku, kā arī kompromisu starp palaišanas datumu / ceļojuma laiku un raksturīgo enerģiju. Raksturīgā enerģija (C3) attiecas uz hiperboliskā liekā ātruma kvadrātu vai ātrumu bezgalībā attiecībā pret Sauli.
Visbeidzot, bet ne mazāk svarīgi, ir kompromiss starp kosmosa kuģa pārsniegto ātrumu palaišanas laikā un tā pārsniegto ātrumu attiecībā pret asteroīdu sastapšanās laikā. Palaišanas laikā ir vēlams pārsniegt ātrumu, jo tas saīsinās brauciena laiku. Bet liels pārmērīgs ātrums sastapšanās gadījumā nozīmētu, ka kosmosa kuģim būtu mazāk laika veikt mērījumus un apkopot datus par pašu asteroīdu.
Ņemot vērā visu to, komanda pēc tam apsver dažādas iespējas izveidot kosmosa kuģi, kas balstītos uz impulsīvu piedziņas sistēmu (t.i., tādu, kurai ir pietiekami īslaicīga vilce). Turklāt viņi pieņem, ka šī misija neiesaistīs nevienu planētas vai saules lidojumu un tieši lidos uz 1I / `Oumuamua. No tā izriet daži pamatparametri, kurus tie pēc tam izklāsta.
“Rezumējot, grūtības sasniegt 1I / 'Oumuamua ir atkarīgas no palaišanas laika, hiperboliskā ātruma pārsniegšanas un misijas ilguma,” viņi norāda. “Nākamajiem misijas projektētājiem būtu jāatrod piemēroti kompromisi starp šiem parametriem. Reālistiskam atklāšanas datumam no 5 līdz 10 gadiem hiperboliskā ātruma pārsniegšanas ātrums ir robežās no 33 līdz 76 km / s ar saskari tālu aiz Plutona (50-200AU). ”
Visbeidzot, bet ne mazāk svarīgi, autori apsver dažādas misiju arhitektūras, kuras patlaban tiek izstrādātas. To skaitā ir tādi, kuros prioritāte tiek piešķirta steidzamībai (t.i., palaišana dažu gadu laikā), piemēram, NASA Kosmosa palaišanas sistēma (SLS) - kas, pēc viņu domām, vienkāršos misijas plānošanu. Vēl viena ir SpaceX lielā Falcon raķete (BFR), kas, pēc viņu domām, varētu dot iespēju tiešai misijai līdz 2025. gadam, pateicoties tās uzpildes tehnikai kosmosā.
Tomēr šāda veida misijās būtu nepieciešams arī Jupitera lidojums, lai nodrošinātu gravitācijas palīdzību. Raugoties uz ilgtermiņa metodēm, kas akcentētu progresīvākas tehnoloģijas, tās apsver arī saules buru vadītu tehnoloģiju. Par to liecina izrāvienu iniciatīvas “Starshot” koncepcija, kas nodrošinātu misijas elastību un spēju ātri reaģēt uz neparedzētiem notikumiem nākotnē.
Lai arī šī pieeja nozīmētu gaidīšanu, iespēju nākotnē sastapties ar starpzvaigžņu asteroīdu, tā ļautu ātri reaģēt un veikt misiju, kas varētu palīdzēt novērst gravitācijas spēkus. Tas varētu dot iespēju arī īpaši pievilcīgai misijas koncepcijai, kas ir sūtīt sīkus zondes barus uz tikšanos ar asteroīdu. Viņi apgalvo, ka, lai gan tas prasītu ievērojamas investīcijas, infrastruktūras vērtība attaisnos izdevumus.
Rezultātā komanda nolēma, ka ir nepieciešami turpmāki pētījumi un izstrāde, kas apliecina projekta Lyra nozīmīgumu. Kā viņi secināja:
“[A] misija objektam izstiepj robežu tam, kas mūsdienās ir tehnoloģiski iespējams. Misija, izmantojot parasto ķīmisko vilces sistēmu, būtu iespējama, izmantojot Jupitera lidojumu, lai palīdzētu gravitācijas iedarbībai ciešā saskarē ar Sauli. Ņemot vērā pareizos materiālus, varētu izmantot saules buras tehnoloģiju vai lāzera buras.… Turpmākajā projektā Lyra galvenā uzmanība tiks pievērsta dažādu misijas koncepciju un tehnoloģiju iespēju detalizētākai analīzei un 2–3 daudzsološu koncepciju izvēlei turpmākai attīstībai. ”
Tā ir sensitīva aksioma, ka briesmīgi izaicinājumi ir svarīgi jauninājumiem un pārmaiņām. Šajā ziņā `Oumuamua parādīšanās mūsu Saules sistēmā ir stimulējusi interesi izpētīt starpzvaigžņu asteroīdus. Un, lai gan iespēja izpētīt šo asteroīdu tuvāko gadu laikā varbūt nebūs iespējama, nākamo akmeņaino interloderu ienākšana mūsu sistēmā varētu būt vienkārši sasniedzama.
