Još u listopadu, najava prvog međuzvjezdani asteroid izazvao nalet uzbuđenja. Od tog vremena astronomi su provodili naknadna promatranja objekta poznatog kao 1I/2017 U1 (aka. `Oumuamua) i zabilježili neke prilično zanimljive stvari o njemu. Na primjer, iz brzih promjena njegove svjetline utvrđeno je da je asteroid kamenit i metalan, odnosno neobičnog oblika .
Promatranja orbite asteroida također su otkrila da je najbliži prolazak našem Suncu napravio još u rujnu 2017. godine, a trenutno je na putu natrag u međuzvjezdani prostor. Zbog misterija koje ovo tijelo ima, ima onih koji zagovaraju da se ono presretne i istraži. Jedna takva grupa je Project Lyra, koji je nedavno izašao studija detaljno izlažući izazove i prednosti koje bi takva misija predstavljala.
Studija koja se nedavno pojavila na internetu pod naslovom “ Projekt Lyra: Slanje svemirske letjelice na 1I/’Oumuamua (bivši A/2017 U1), međuzvjezdani asteroid “, proveli su članovi Inicijativa za međuzvjezdane studije (i4iS) – volonterska organizacija koja je posvećena stvaranju međuzvjezdanih svemirskih putovanja u bliskoj budućnosti. Studiju su podržali Asteroid Initiatives LLC , tvrtka za istraživanje asteroida koja je posvećena olakšavanju istraživanja i komercijalne eksploatacije asteroida.
Umjetnički dojam prvog međuzvjezdanog asteroida, 'Oumuamua'. Ovaj jedinstveni objekt otkriven je 19. listopada 2017. teleskopom Pan-STARRS 1 na Havajima. Zasluge: ESO/M. Kornmesser
Podsjećamo, kada su Oumuamua prvi put promatrali 19. listopada 2017. astronomi koristeći Sveučilište Hawaii Teleskop za panoramsko snimanje i sustav brze reakcije (Pan-STARRS), objekt (tada poznat kao C/2017 U1) u početku se vjerovalo da je komet. Međutim, naknadna promatranja otkrila su da se zapravo radi o asteroidu te je preimenovan u 1I/2017 U1 (ili 1I/Oumuamua).
Naknadna zapažanja napravljena pomoću ESO-a Vrlo veliki teleskop (VLT) uspjeli su postaviti ograničenja na veličinu, svjetlinu, sastav, boju i orbitu asteroida. Oni su otkrili da je `Oumuamua dugačak oko 400 metara (1312 stopa), vrlo je izdužena i okreće se oko svoje osi svakih 7,3 sata – što pokazuje način na koji njezina svjetlina varira za faktor deset.
Također je utvrđeno da je kamenit i bogat metalima, te da sadrži tragove tolina – organskih molekula koje su ozračene UV zračenjem. Asteroid također ima izrazito hiperboličnu orbitu – s ekscentricom od 1,2 – koja ga trenutno vadi iz našeg Sunčevog sustava. Preliminarni izračuni njegove orbite također su pokazali da je izvorno došao iz općeg smjera Vege, najsjajnije zvijezde na sjeveru sazviježđe Lira .
S obzirom na to da je ovaj asteroid ekstrasolarne prirode, misija koja bi bila sposobna proučiti ga izbliza mogla bi nam reći puno o sustavu u kojem je nastao. Njegov dolazak u naš sustav također je podigao svijest o ekstrasolarnim asteroidima, novoj klasi međuzvjezdanih objekata za koje astronomi sada procjenjuju da će stići u naš sustav brzinom od otprilike jednog godišnje.
Zbog toga, tim iza projekta Lyra vjeruje da bi proučavanje 1I/Oumuamua bila prilika koja se pruža jednom u životu. Kako navode u svojoj studiji:
“Budući da je 1I/’Oumuamua najbliži makroskopski uzorak međuzvjezdanog materijala, vjerojatno s izotopskim potpisom koji se razlikuje od bilo kojeg drugog objekta u našem Sunčevom sustavu, znanstveni povrat od uzorkovanja objekta teško je podcijeniti. Detaljno proučavanje međuzvjezdanih materijala na međuzvjezdanim udaljenostima vjerojatno je udaljeno desetljećima, čak i ako Projekt Starshot tvrtke Breakthrough Initiatives , na primjer, energično se progoni. Stoga je zanimljivo pitanje postoji li način da se iskoristi ova jedinstvena prilika slanjem svemirske letjelice na 1I/'Oumuamua kako bi se promatrala iz blizine.”
Ali naravno, susret s ovim asteroidom predstavlja mnoge izazove. Najočitija je brzina i činjenica da je 1I/ Oumuamua već na izlasku iz našeg Sunčevog sustava. Na temelju proračuna orbite asteroida, utvrđeno je da 1I/`Oumuamua putuje brzinom od 26 km/s - što radi do 95.000 km/h (59.000 mph).
Niti jedna misija u povijesti istraživanja svemira nije putovala ovako brzo, a najbrže misije do danas uspjele su upravljati samo oko dvije trećine te brzine. To uključuje najbrži svemirski brod koji je napustio Sunčev sustav ( Putovanje 1 ) i najbrži svemirski brod pri lansiranju ( Novi horizonti misija). Stoga bi stvaranje misije koja bi je mogla sustići bio veliki izazov. Kako je ekipa napisala:
“Ovo [je] znatno brže od bilo kojeg objekta koji je čovječanstvo ikada lansiralo u svemir. Voyager 1, najbrži objekt koji je čovječanstvo ikada izgradilo, ima hiperboličku brzinu od 16,6 km/s. Kako 1I/'Oumuamua već napušta naš Sunčev sustav, svaka svemirska letjelica lansirana u budućnosti trebala bi ga juriti.”
Međutim, kako dalje navode, prihvaćanje ovog izazova neizbježno bi rezultiralo ključnim inovacijama i razvojem tehnologije istraživanja svemira. Očito bi se lansiranje takve misije moralo dogoditi prije nego kasnije, s obzirom na brzu brzinu putovanja asteroida. No, bilo koja misija koja se pokrene u roku od nekoliko godina neće moći iskoristiti kasniji tehnički razvoj.
Kao poznati pisac Paul Glister, jedan od osnivača Zaklada Number Zero i tvorac od Centauri snovi , istaknuo je na svom web stranica :
“Izazov je strašan: 1I/’Oumuamua ima hiperboličku brzinu od 26 km/s, što znači brzinu od 5,5 AJ/godina. Bit će izvan Saturnove orbite u roku od dvije godine. Ovo je mnogo brže od bilo kojeg objekta koji je čovječanstvo ikada lansiralo u svemir.”
Kao takva, svaka misija postavljena na 1I/`Oumuamua bi podrazumijevala tri značajna kompromisa. To uključuje kompromis između vremena putovanja i delta V (tj. brzine letjelice), kompromis između datuma lansiranja i vremena putovanja i kompromis između datuma lansiranja/vremena putovanja i karakteristične energije. Karakteristična energija (C3) odnosi se na kvadrat hiperboličke viška brzine, odnosno beskonačne brzine u odnosu na Sunce.
Dijagram koji prikazuje orbitu međuzvjezdanog asteroida 'Oumuamua dok prolazi kroz Sunčev sustav. Zasluga: ESO/K. Meech i sur.
Posljednje, ali ne i najmanje važno, je kompromis između viška brzine letjelice pri lansiranju i njezine viška brzine u odnosu na asteroid tijekom susreta. Prekomjerna brzina je poželjna pri lansiranju, jer će rezultirati kraćim vremenom putovanja. No, velika prekomjerna brzina tijekom susreta značila bi da bi letjelica imala manje vremena za mjerenje i prikupljanje podataka o samom asteroidu.
Uz sve to uzeto u obzir, tim zatim razmatra različite mogućnosti za stvaranje letjelice koja bi se oslanjala na impulzivni pogonski sustav (tj. onaj s dovoljno kratkotrajnim potiskom). Osim toga, pretpostavljaju da ova misija ne bi uključivala nikakve planetarne ili solarne letove, te bi letjela izravno do 1I/`Oumuamua. Iz toga se utvrđuju neki osnovni parametri koje potom postavljaju.
'Da rezimiramo, poteškoća dostizanja 1I/'Oumuamua je funkcija vremena lansiranja, hiperboličke viška brzine i trajanja misije', navode. “Budući dizajneri misija trebali bi pronaći odgovarajuće kompromise između ovih parametara. Za realan datum lansiranja za 5 do 10 godina, hiperbolički višak brzine je reda veličine od 33 do 76 km/s uz susret na udaljenosti daleko izvan Plutona (50-200 AJ).
Na kraju, ali ne i najmanje važno, autori razmatraju različite arhitekture misija koje se trenutno razvijaju. To uključuje one koji bi davali prioritet hitnosti (tj. lansiranje u roku od nekoliko godina), poput NASA-inih Sustav za lansiranje u svemir (SLS) – za koji tvrde da bi pojednostavio dizajn misije. Drugi je SpaceX-ov Velika raketa Falcon (BFR), za koji tvrde da bi mogao omogućiti izravnu misiju do 2025. zahvaljujući svojoj tehnici dopunjavanja goriva u svemiru.
Umjetnikov dojam o ITS-u (BFR) koji provodi uslugu do ISS-a. Zasluga: SpaceX
Međutim, ove vrste misija također bi zahtijevale prelet Jupitera kako bi se pružila pomoć gravitaciji. Gledajući na dugotrajnije tehnike, koje bi naglasak stavljale na naprednije tehnologije, oni također razmatraju tehnologiju pokretanu solarnim jedrima. To je primjer Starshot od Breakthrough Initiatives koncept, koji bi omogućio fleksibilnost misije i mogućnost brzog reagiranja na buduće neočekivane događaje.
Iako bi ovaj pristup podrazumijevao čekanje, mogućnost budućih susreta s međuzvjezdanim asteroidom, omogućio bi brz odgovor i misiju koja bi mogla ukinuti pomoć gravitacije. Također bi mogao omogućiti posebno atraktivan koncept misije, a to je slanje sićušnih rojeva sondi na sastanak s asteroidom. Iako bi to zahtijevalo značajna ulaganja, vrijednost infrastrukture bi opravdala trošak, tvrde.
Na kraju je tim utvrdio da su nužna daljnja istraživanja i razvoj, što potvrđuje važnost projekta Lyra. Kako su zaključili:
“[A] misija na objekt će protegnuti granicu onoga što je danas tehnološki moguće. Misija koja koristi konvencionalni kemijski pogonski sustav bila bi izvediva korištenjem preleta Jupitera kako bi gravitacija pomogla u bliskom susretu sa Suncem. Uz odgovarajuće materijale, mogla bi se koristiti tehnologija solarnih jedara ili laserska jedra… Budući rad u okviru projekta Lyra usredotočit će se na detaljniju analizu različitih koncepata misija i tehnoloških opcija te na odabir 2 – 3 obećavajuća koncepta za daljnji razvoj.”
Prastari je aksiom da su zastrašujući izazovi bitni za inovacije i promjene. U tom pogledu, pojava `Oumuamue u našem Sunčevom sustavu potaknula je interes za istraživanje međuzvjezdanih asteroida. I dok prilika za istraživanje ovog asteroida možda neće biti moguća u sljedećih nekoliko godina, dolazak budućih stjenovitih nametnika u naš sustav mogao bi biti tek dosegljiv.
Daljnje čitanje: arXiv , Centauri snovi
