Kembali pada bulan Oktober, pengumuman asteroid antarbintang pertama mencetuskan kegembiraan. Sejak masa itu, para astronom telah melakukan pemerhatian susulan terhadap objek yang dikenali sebagai 1I / 2017 U1 (aka. Oumuamua) dan mencatat beberapa perkara yang agak menarik mengenainya. Sebagai contoh, dari perubahan pesat dalam kecerahannya, telah ditentukan bahawa asteroid itu berbatu dan logam, dan agak aneh.
Pengamatan orbit asteroid juga telah menunjukkan bahawa ia membuat laluan terdekat ke Matahari kita pada bulan September 2017, dan ia kini dalam perjalanan kembali ke ruang angkasa. Kerana misteri yang dimiliki oleh badan ini, ada pihak yang menganjurkan agar ia dipintas dan diterokai. Salah satu kumpulan tersebut adalah Project Lyra, yang baru-baru ini melancarkan sebuah kajian yang memperincikan cabaran dan faedah yang akan diberikan oleh misi tersebut.
Kajian ini, yang baru-baru ini muncul dalam talian dengan judul "Project Lyra: Sending a Spacecraft to 1I / 'Oumuamua (πρώην A / 2017 U1), the Interstellar Asteroid", dilakukan oleh anggota Inisiatif untuk Kajian Antarbintang (i4iS) - a organisasi sukarelawan yang berdedikasi untuk menjadikan perjalanan ruang angkasa antara menjadi kenyataan dalam masa terdekat. Kajian ini disokong oleh Asteroid Initiatives LLC, sebuah syarikat mencari asteroid yang berdedikasi untuk memfasilitasi eksplorasi dan eksploitasi komersial asteroid.
Sebagai gambaran semula, ketika Oumuamua pertama kali diperhatikan pada 19 Oktober 2017, oleh ahli astronomi menggunakan Teleskop Penyelidikan Panoramik dan Sistem Respons Rapid Universiti Pan Hawaii (Pan-STARRS), objek tersebut (kemudian dikenali sebagai C / 2017 U1) pada mulanya dipercayai komet. Walau bagaimanapun, pemerhatian seterusnya menunjukkan bahawa ia sebenarnya adalah asteroid dan dinamakan semula sebagai 1I / 2017 U1 (atau 1I / Oumuamua).
Pemerhatian susulan yang dibuat menggunakan Teleskop Sangat Besar ESO (VLT) dapat membuat kekangan pada ukuran, kecerahan, komposisi, warna dan orbit asteroid. Ini menunjukkan bahawa `` Oumuamua berukuran sekitar 400 meter (1312 kaki) panjang, sangat memanjang, dan berputar pada paksinya setiap 7.3 jam - seperti yang ditunjukkan oleh cara kecerahannya berubah dengan faktor sepuluh.
Itu juga ditentukan untuk menjadi berbatu dan kaya logam, dan mengandung jejak tholin - molekul organik yang telah disinari oleh sinaran UV. Asteroid juga mempunyai orbit yang sangat hiperbolik - dengan eksentrisiti 1.2 - yang saat ini mengeluarkannya dari Sistem Suria kita. Pengiraan awal orbitnya juga menunjukkan bahawa asalnya berasal dari arah umum Vega, bintang paling terang di buruj utara Lyra.
Memandangkan asteroid ini bersifat ekstra surya, misi yang dapat mempelajarinya dengan dekat pasti dapat memberitahu kita banyak mengenai sistem di mana ia terbentuk. Kedatangannya di sistem kami juga telah meningkatkan kesedaran mengenai asteroid suria ekstra, kelas baru objek antar bintang yang kini dianggarkan para astronom tiba di sistem kami pada kadar sekitar satu per tahun.
Oleh kerana itu, pasukan di belakang Project Lyra percaya bahawa belajar 1I / Oumuamua akan menjadi peluang sekali seumur hidup. Seperti yang mereka nyatakan dalam kajian mereka:
"Oleh kerana 1I / 'Oumuamua adalah sampel makroskopik bahan interstellar terdekat, kemungkinan dengan tanda isotop yang berbeza dari objek lain dalam sistem suria kita, pulangan ilmiah dari pengambilan sampel objek sulit untuk dikira. Kajian terperinci mengenai bahan interstellar pada jarak antarbintang mungkin berpuluh-puluh tahun lagi, walaupun Project Starshot Breakthrough Initiatives, misalnya, dilakukan dengan giat. Oleh itu, persoalan yang menarik adalah jika ada cara untuk memanfaatkan peluang unik ini dengan mengirim kapal angkasa ke 1I / ‘Oumuamua untuk membuat pemerhatian dari jarak dekat.”
Tetapi tentu saja, pertemuan dengan asteroid ini memberikan banyak cabaran. Yang paling jelas adalah kepantasan, dan fakta bahawa 1I / Oumuamua sudah dalam perjalanan keluar dari Sistem Suria kita. Berdasarkan pengiraan orbit asteroid, telah ditentukan bahawa 1I / `Oumuamua bergerak dengan kecepatan 26 km / s - yang berfungsi hingga 95.000 km / jam (59.000 mph).
Tidak ada misi dalam sejarah penerokaan ruang angkasa yang melakukan perjalanan secepat ini, dan misi terpantas setakat ini hanya dapat menguruskan sekitar dua pertiga kepantasan itu. Ini termasuk kapal angkasa terpantas untuk meninggalkan Sistem Suria (Pelayaran 1) dan kapal angkasa terpantas semasa pelancaran ( Horizon Baru misi). Oleh itu, mewujudkan misi yang dapat mengejarnya akan menjadi cabaran besar. Sebagai pasukan menulis:
"Ini jauh lebih cepat daripada objek yang pernah dilancarkan oleh manusia ke angkasa lepas. Voyager 1, objek terpantas yang pernah dibina manusia, mempunyai kelajuan berlebihan hiperbolik 16.6 km / s. Oleh kerana 1I / ‘Oumuamua sudah meninggalkan sistem suria kita, kapal angkasa yang dilancarkan pada masa akan datang perlu mengejarnya.”
Namun, ketika mereka terus menyatakan, menyahut cabaran ini pasti akan menghasilkan inovasi dan perkembangan penting dalam teknologi penerokaan angkasa lepas. Jelas sekali, pelancaran misi seperti itu perlu dilakukan lebih cepat daripada yang lain, memandangkan kadar perjalanan asteroid yang pantas. Tetapi mana-mana misi yang dilancarkan dalam beberapa tahun tidak akan dapat memanfaatkan perkembangan teknikal kemudian.
Sebagai penulis terkenal Paul Glister, salah seorang pengasas Yayasan Tau Zero dan pencipta Centauri Dreams, mencatat di laman webnya:
“Tantangannya sangat sukar: 1I /’ Oumuamua mempunyai kelajuan berlebihan hiperbolik 26 km / s, yang diterjemahkan menjadi kecepatan 5.5 AU / tahun. Ia akan berada di luar orbit Saturnus dalam dua tahun. Ini jauh lebih pantas daripada objek yang pernah dilancarkan oleh manusia ke angkasa lepas. "
Dengan demikian, setiap misi yang dipasang ke 1I / `Oumuamua akan memerlukan tiga pertukaran yang terkenal. Ini termasuk pertukaran antara waktu perjalanan dan delta V (iaitu halaju kapal angkasa), pertukaran antara tarikh pelancaran dan waktu perjalanan, dan pertukaran antara tarikh pelancaran / waktu perjalanan dan tenaga ciri. Tenaga ciri (C3) merujuk kepada kuadrat dari kelajuan berlebihan hiperbolik, atau kecepatan pada tak terhingga sehubungan dengan Matahari.
Yang terakhir, tetapi tidak kalah penting, adalah pertukaran antara kelajuan berlebihan kapal angkasa semasa pelancaran dan kelajuan berlebihannya berbanding dengan asteroid semasa pertemuan. Kelajuan berlebihan lebih disukai semasa pelancaran, kerana akan menghasilkan masa perjalanan yang lebih pendek. Tetapi kelajuan berlebihan yang tinggi semasa pertemuan itu bermaksud kapal angkasa akan mempunyai lebih sedikit masa untuk melakukan pengukuran dan mengumpulkan data mengenai asteroid itu sendiri.
Dengan semua yang diperhitungkan, pasukan kemudian mempertimbangkan berbagai kemungkinan untuk membuat kapal angkasa yang akan bergantung pada sistem pendorong impulsif (iaitu satu dengan daya dorong jangka pendek yang cukup). Di samping itu, mereka menganggap bahawa misi ini tidak akan melibatkan penerbangan planet atau solar, dan akan terbang terus ke 1I / `Oumuamua. Dari ini, beberapa parameter asas ditetapkan yang kemudian mereka susun.
"Ringkasnya, kesukaran mencapai 1I / 'Oumuamua adalah fungsi kapan harus dilancarkan, kecepatan berlebihan hiperbolik, dan jangka masa misi," mereka menunjukkan. "Perancang misi masa depan perlu mencari pertukaran yang sesuai antara parameter ini. Untuk tarikh pelancaran yang realistik dalam 5 hingga 10 tahun, kelajuan berlebihan hiperbolik adalah dari 33 hingga 76 km / s dengan pertemuan pada jarak jauh melebihi Pluto (50-200AU). "
Yang terakhir, tetapi tidak kurang pentingnya, penulis mempertimbangkan pelbagai seni bina misi yang sedang dikembangkan. Ini termasuk yang akan mengutamakan urgensi (iaitu pelancaran dalam beberapa tahun), seperti Sistem Pelancaran Angkasa (SLS) NASA - yang mereka katakan akan mempermudah reka bentuk misi. Yang lain ialah Big Falcon Rocket (BFR) SpaceX, yang mereka dakwa dapat membolehkan misi langsung menjelang 2025 berkat teknik pengisian bahan bakar di ruang angkasa.
Walau bagaimanapun, jenis misi ini juga memerlukan Jupiter flyby untuk memberikan bantuan graviti. Melihat kepada teknik jangka panjang, yang akan menekankan teknologi yang lebih maju, mereka juga mempertimbangkan teknologi yang didorong oleh solar. Ini dicontohkan oleh konsep Starshot Breakthrough Initiatives, yang akan memberikan fleksibiliti misi dan kemampuan untuk bertindak balas dengan cepat terhadap kejadian yang tidak dijangka di masa depan.
Walaupun pendekatan ini memerlukan penantian, kemungkinan untuk pertemuan di masa depan dengan asteroid antarbintang, ia memungkinkan untuk mendapatkan tindak balas yang cepat dan misi yang dapat menghilangkan bantuan graviti. Ini juga dapat memungkinkan konsep misi yang sangat menarik, iaitu mengirim sekumpulan kecil probe untuk bertemu dengan asteroid. Walaupun ini memerlukan pelaburan yang besar, nilai infrastruktur akan membenarkan perbelanjaan, kata mereka.
Pada akhirnya, pasukan memutuskan bahawa penyelidikan dan pengembangan lebih lanjut diperlukan, yang menanggung kepentingan Projek Lyra. Seperti yang mereka simpulkan:
"[A] misi ke objek akan meregangkan batas dari apa yang mungkin dari segi teknologi hari ini. Misi menggunakan sistem pendorong kimia konvensional akan dapat dilaksanakan dengan menggunakan Jupiter flyby untuk membantu graviti dalam pertemuan dekat dengan Matahari. Dengan menggunakan bahan yang tepat, teknologi pelayaran solar atau pelayar laser dapat digunakan ... Pekerjaan masa depan dalam Projek Lyra akan menumpukan pada analisis konsep misi dan pilihan teknologi yang lebih terperinci dan untuk memilih 2 - 3 konsep yang menjanjikan untuk pengembangan lebih lanjut. "
Ini adalah aksioma kuno bahawa cabaran menakutkan sangat penting untuk inovasi dan perubahan. Dalam hal ini, kemunculan `Oumuamua di Sistem Suria kita telah mendorong minat untuk meneroka asteroid antarbintang. Dan walaupun peluang untuk meneroka asteroid ini tidak mungkin dilakukan dalam beberapa tahun ke depan, kedatangan interloper berbatu di Sistem kami mungkin akan dapat dicapai.
