Ekim ayında, ilk yıldızlararası asteroitin açıklanması bir heyecan telaşını tetikledi. O zamandan beri, gökbilimciler 1I / 2017 U1 (aka. Oumuamua) olarak bilinen nesnenin takip gözlemlerini yaptılar ve bu konuda bazı ilginç şeyler kaydettiler. Örneğin, parlaklığındaki hızlı değişikliklerden dolayı, asteroitin kayalık ve metalik ve oldukça garip şekilli olduğu belirlenmiştir.
Asteroit yörüngesinin gözlemleri de 2017 Eylül'ünde Güneşimize en yakın geçişini yaptığını ve şu anda yıldızlararası uzaya geri dönüş yolunda olduğunu ortaya koydu. Bu bedenin sahip olduğu gizemler nedeniyle, onun ele geçirilmesini ve keşfedilmesini savunanlar var. Böyle bir grup, yakın zamanda böyle bir görevin sunacağı zorlukları ve faydaları detaylandıran bir çalışma yayınlayan Project Lyra'dır.
Kısa süre önce “Project Lyra: 1I / 'Oumuamua'ya (eski A / 2017 U1), Yıldızlararası Asteroid'e Uzay Aracı Gönderme” başlığı altında çevrimiçi görünen çalışma, Yıldızlararası Çalışmalar Girişimi (i4iS) - a üyeleri tarafından gerçekleştirildi. yıldızlararası uzay yolculuğunu yakın gelecekte gerçekleştirmeye kendini adamış gönüllü kuruluş. Çalışma, asteroitlerin araştırılmasını ve ticari olarak sömürülmesini kolaylaştırmaya adanmış bir asteroit araştırma şirketi olan Asteroid Initiative LLC tarafından desteklenmiştir.
Özetlemek gerekirse, Oumuamua 19 Ekim 2017'de ilk kez Hawaii Üniversitesi'nin Panoramik Araştırma Teleskopu ve Hızlı Yanıt Sistemi (Pan-STARRS) kullanan gökbilimciler tarafından gözlemlendiğinde, nesnenin (daha sonra C / 2017 U1 olarak bilinir) başlangıçta bir kuyruklu yıldız. Bununla birlikte, sonraki gözlemler, bunun aslında bir asteroid olduğunu ve 1I / 2017 U1 (veya 1I / Oumuamua) olarak yeniden adlandırıldığını ortaya koydu.
ESO’nun Çok Büyük Teleskopu (VLT) kullanılarak yapılan takip gözlemleri asteroitin büyüklüğü, parlaklığı, kompozisyonu, rengi ve yörüngesine kısıtlamalar getirebildi. Bunlar, `` Oumuamua'nın yaklaşık 400 metre (1312 feet) uzunluğunda, çok uzamış olduğunu ve her 7.3 saatte bir ekseni etrafında döndüğünü ortaya koydu - parlaklığının on faktöre göre değiştiği şekilde.
Ayrıca kayalık ve metal zengini olduğu ve UV radyasyonuyla ışınlanmış organik moleküllerin de olduğu kadar tolin izleri de içerdiği belirlenmiştir. Asteroid aynı zamanda son derece hiperbolik bir yörüngeye sahiptir - 1.2'lik bir eksantrikliği ile - şu anda onu Güneş Sistemimizden çıkarıyor. Yörüngesinin ön hesaplamaları, orijinal olarak Lyra'nın kuzey takımyıldızındaki en parlak yıldız olan Vega'nın genel yönünden geldiğini de gösterdi.
Bu asteroitin doğada fazladan güneş olduğu göz önüne alındığında, onu yakından inceleyebilecek bir görev kesinlikle oluştuğu sistem hakkında çok şey söyleyebilirdi. Sistemimize varış, gökbilimcilerin sistemimize yılda yaklaşık bir oranında geldiğini tahmin ettikleri yeni bir yıldızlararası nesne sınıfı olan ekstra güneş asteroitleri hakkında farkındalığı da artırdı.
Bu nedenle, Proje Lyra'nın arkasındaki ekip, 1I / Oumuamua'yı incelemenin hayat boyu bir fırsat olacağına inanıyor. Çalışmalarında belirttikleri gibi:
“1I /‘ Oumuamua, güneş sistemimizdeki diğer herhangi bir nesneden farklı bir izotopik imzayla, yıldızlararası malzemenin en yakın makroskopik numunesi olduğundan, nesneyi örneklemekten elde edilen bilimsel geri dönüşlerin anlaşılması zordur. Yıldızlar Arası İnisiyatifler Projesi Starshot, örneğin, yıldızlararası mesafelerdeki yıldızlararası malzemelerin detaylı çalışması muhtemelen on yıllardır. Bu nedenle ilginç bir soru, yakın mesafeden gözlem yapmak için 1I / close Oumuamua'ya bir uzay aracı göndererek bu eşsiz fırsattan yararlanmanın bir yolu olup olmadığıdır. ”
Ama elbette, bu asteroitle randevu almak birçok zorluk getiriyor. En belirgin olanı hızdır ve 1I / Oumuamua'nın Güneş Sistemimizden zaten yola çıkmasıdır. Asteroit yörüngesinin hesaplamalarına dayanarak, 1I / `Oumuamua'nın 26 km / s hızda seyahat ettiği tespit edildi - bu da 95.000 km / saat (59.000 mph) hıza ulaşıyor.
Uzay araştırmaları tarihinde hiçbir görev bu kadar hızlı ilerlemedi ve bugüne kadarki en hızlı görevler bu hızın sadece üçte ikisini yönetebildi. Bu, Güneş Sisteminden çıkmak için en hızlı uzay gemisini içerir (Yolcu 1) ve lansmanda en hızlı uzay gemisi ( Yeni ufuklar misyon). Bu nedenle, bunu yakalayabilecek bir görev oluşturmak büyük bir zorluk olacaktır. Takımın yazdığı gibi:
“Bu, insanlığın uzaya fırlattığı herhangi bir nesneden çok daha hızlıdır. İnsanlığın bugüne kadar inşa ettiği en hızlı nesne olan Voyager 1, 16.6 km / s hiperbolik aşırı hıza sahiptir. 1I / ‘Oumuamua zaten güneş sistemimizden ayrıldığından, gelecekte fırlatılacak herhangi bir uzay aracının onu takip etmesi gerekecek.”
Bununla birlikte, devlete devam ettikçe, bu zorluğun üstlenilmesi kaçınılmaz olarak uzay araştırma teknolojisinde önemli yeniliklere ve gelişmelere yol açacaktır. Açıkçası, asteroitin hızlı seyahat hızı göz önüne alındığında, böyle bir görevin başlatılmasının daha sonradan daha erken gerçekleşmesi gerekecektir. Ancak, birkaç yıl içinde başlatılan herhangi bir görev, daha sonraki teknik gelişmelerden yararlanamayacaktır.
Tau Zero Foundation'ın kurucularından ve Centauri Dreams'in yaratıcısından ünlü yazar Paul Glister'in web sitesinde şunları belirtti:
“Zorluklar zorlu: 1I /’ Oumuamua, 26 km / s hiperbolik aşırı hıza sahip ve bu da 5,5 AU / yıl hıza dönüşüyor. İki yıl içinde Satürn'ün yörüngesinin ötesinde olacak. Bu, insanlığın uzaya fırlattığı herhangi bir nesneden çok daha hızlı. ”
Bu nedenle, 1I / `Oumuamua'ya monte edilen herhangi bir görev, üç önemli değiş tokuş gerektirecektir. Bunlar arasında seyahat süresi ile delta V (yani uzay aracının hızı) arasındaki denge, fırlatma tarihi ile seyahat süresi arasındaki denge ve fırlatma tarihi / seyahat süresi ile karakteristik enerji arasındaki denge yer alır. Karakteristik enerji (C3), hiperbolik aşırı hızın karesini veya Güneş'e göre sonsuzluktaki hızı ifade eder.
Son olarak, en önemlisi, uzay aracının fırlatma sırasındaki aşırı hızı ile karşılaşma sırasındaki asteroide göre aşırı hızı arasındaki denge. Kalkışta aşırı hız tercih edilir, çünkü daha kısa seyahat süreleri ile sonuçlanır. Ancak karşılaşma sırasında yüksek bir aşırı hız, uzay aracının ölçüm yapmak ve asteroit hakkında veri toplamak için daha az zamana sahip olacağı anlamına gelir.
Tüm bunlar hesaba katıldığında, ekip daha sonra dürtüsel bir itiş sistemine (yani yeterince kısa süreli itme gücüne sahip) dayanacak bir uzay aracı yaratmanın çeşitli olasılıklarını göz önünde bulundurur. Buna ek olarak, bu görevin herhangi bir gezegensel veya solar uçuşa sahip olmayacağını ve doğrudan 1I / `Oumuamua'ya uçacağını varsayıyorlar. Bundan sonra, daha sonra ortaya koydukları bazı temel parametreler belirlenir.
“Özetlemek gerekirse, 1I /‘ Oumuamua'ya ulaşmanın zorluğu ne zaman başlayacağı, hiperbolik aşırı hız ve görev süresinin bir fonksiyonudur ”diyorlar. “Gelecekteki görev tasarımcılarının bu parametreler arasında uygun değiş tokuşlar bulmaları gerekecek. 5 ila 10 yıl içinde gerçekçi bir lansman tarihi için, hiperbolik aşırı hız 33 ila 76 km / s mertebesinde ve Pluto'nun (50-200AU) çok ötesinde bir karşılaşma ile. ”
Son olarak, en az değil, yazarlar şu anda geliştirilmekte olan çeşitli görev mimarilerini düşünmektedir. Bunlar, NASA'nın Uzay Lansmanı Sistemi (SLS) gibi, görevin tasarımını basitleştireceğini iddia ettikleri aciliyete öncelik verebilecekleri (yani birkaç yıl içinde başlatılması) içerir. Bir diğeri, uzay içi yakıt ikmali tekniği sayesinde 2025 yılına kadar doğrudan bir göreve olanak sağlayabileceğini iddia ettikleri SpaceX’in Büyük Falcon Roketi (BFR).
Bununla birlikte, bu tür görevler, yerçekimi yardımı sağlamak için bir Jüpiter uçuşu gerektirecektir. Daha ileri teknolojileri vurgulayacak daha uzun vadeli tekniklere bakıldığında, güneş yelken teknolojisini de düşünüyorlar. Bu, misyon esnekliği ve gelecekteki beklenmedik olaylara hızlı tepki verme yeteneği sağlayacak Atılım İnisiyatiflerinin Starshot konsepti ile örneklendirilmiştir.
Bu yaklaşım beklemeyi gerektirse de, yıldızlararası bir asteroit ile gelecekteki karşılaşmalar olasılığı, hızlı tepki ve yerçekimi asistanlarını ortadan kaldırabilecek bir misyona izin verecektir. Ayrıca, asteroitle buluşmak için küçük prob sürüleri göndermek olan özellikle çekici bir görev kavramı da sağlayabilir. Bu, önemli bir yatırım gerektirse de, altyapının değerinin gideri haklı çıkaracağını iddia ediyorlar.
Sonunda ekip, Lyra Projesi'nin önemini vurgulayan daha fazla araştırma ve geliştirmenin gerekli olduğunu belirledi. Sonuç olarak:
“[A] nesneye yönelik misyon bugün teknolojik olarak mümkün olanın sınırını genişletecek. Geleneksel kimyasal tahrik sistemini kullanan bir görev, yerçekimine yardımcı olmak için bir Jüpiter flyby kullanılarak Güneş ile yakın bir karşılaşmaya yardımcı olabilir. Doğru malzemeler göz önüne alındığında, güneş yelken teknolojisi veya lazer yelkenleri kullanılabilir… Project Lyra'nın gelecekteki çalışmaları, farklı görev kavramlarını ve teknoloji seçeneklerini daha ayrıntılı bir şekilde analiz etmeye ve daha fazla gelişme için umut verici 2 - 3 seçme konseptine odaklanmaya odaklanacaktır. ”
Göz korkutucu zorlukların inovasyon ve değişim için çok önemli olduğu eski bir aksiyomdur. Bu bağlamda, `` Güneş Sistemimizdeki Oumuamua'nın görünümü, yıldızlararası asteroitleri keşfetmeye olan ilgiyi teşvik etti. Ve bu asteroidi keşfetme fırsatı önümüzdeki birkaç yıl içinde mümkün olmayabilirken, gelecekteki kayalık interloper'ların Sistemimize gelmesi sadece ulaşılabilir olabilir.
