El primer asteroide interestelar descubierto por los astrónomos en octubre puede ser perseguido por un enjambre de cientos de pequeñas sondas con velas solares, que serán aceleradas por poderosos láseres en la Tierra, según un grupo de científicos que participan en el proyecto Lyra. La preimpresión de la investigación se publica en el portal arXiv.org.
El asteroide interestelar 1I / 'Oumuamua fue descubierto el 18 de octubre de 2017 utilizando los telescopios Pan-STARRS en Hawai. Inicialmente, se consideró un cometa interestelar, que recibió la designación C / 2017 U1 (PANSTARRS), pero otras observaciones con el telescopio VLT en el Observatorio Europeo Austral mostraron que el objeto no tiene signos de coma y, más bien, es un asteroide. Después de eso, el índice de "cometa" "C" en el nombre se cambió a asteroide "A", y luego al objeto se le dio el nombre oficial Oumuamua ('Oumuamua), que traducido del hawaiano puede significar "explorador" o "enviado desde lejos". El análisis de los datos mostró que el asteroide tiene una velocidad de unos 26 kilómetros por segundo con respecto al Sol, llegó a nosotros desde un punto cercano al ápice solar, en la constelación de Lyra, se mueve a lo largo de una trayectoria hiperbólica abierta y pronto abandonará el sistema solar. Otras observaciones mostraron que el asteroide puede alargarse y tener unos 230 metros de largo, su densidad puede ser seis veces mayor que la del agua y la superficie tiene un tinte rojizo, lo que puede indicar la presencia de tholins.
La ocurrencia de asteroides extrasolares en nuestro sistema planetario es muy rara (un objeto por año según las estimaciones de los astrónomos), y la probabilidad de su detección exitosa es muy baja, por lo que el estudio 1I / 'Oumuamua, especialmente a corta distancia, es una oportunidad única de aprender más sobre la composición de la materia interestelar. Sin embargo, esta tarea es muy difícil, en particular debido a la alta velocidad del asteroide, que es mayor que la velocidad de cualquier nave espacial de investigación lanzada al espacio en el momento actual. El desarrollo de cualquier proyecto de un aparato que pueda alcanzar un asteroide puede dar un poderoso impulso al desarrollo de tecnologías espaciales.
Los autores del trabajo de la organización británica "Initiative for Interstellar Studies" y la empresa "Asteroid Initiatives" consideran el período de 2023 a 2027 como la fecha más realista para el lanzamiento del aparato al espacio, en este caso el valor del exceso de velocidad hiperbólica requerida (la velocidad que tiene el cuerpo al moverse en infinito) es de 33 a 76 kilómetros por segundo, y la duración del vuelo será de 5 a 30 años. El lanzamiento desde la Tierra se puede realizar utilizando los sistemas de cohetes desarrollados SLS (Space Launch System) o BFR (Big Falcon Rocket), para ganar la velocidad requerida y corregir la trayectoria, el dispositivo tendrá que realizar las maniobras de Obert cerca del Sol y Júpiter. Se supone que la sonda puede tener varias etapas adicionales de aceleración de combustible sólido, RTG y estará equipada con aislamiento térmico multicapa. Mostrar cálculosque en el caso de un lanzamiento exitoso del aparato en 2025, su encuentro con un asteroide podría tener lugar en 2039 o 2051, a una distancia de 85 o 155 unidades astronómicas de la Tierra.
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Relación entre la fecha de lanzamiento y la duración de la misión. El código de color indica la distancia desde la Tierra hasta el punto en el que la nave espacial se encontrará con el asteroide. Andreas M. Hein y col./arXiv:1711.03155
Sin embargo, el proyecto más prometedor, el equipo de investigación lo considera un "enjambre" de cientos de pequeñas sondas (ChipSats) equipadas con una vela solar. Con una masa de menos de un kilogramo, las sondas se acelerarían utilizando un rayo láser con una potencia de decenas de megavatios. En este caso, el lanzamiento podría realizarse cuatro años después del inicio de los trabajos y llegar al asteroide en unos diez años. Al mismo tiempo, es posible resolver el problema de la navegación, buscando un asteroide y calculando el lugar exacto de encuentro con él, ya que una enorme variedad de sondas pueden cubrir una gran área. Otras opciones son velas magnéticas o eléctricas o la aceleración de sondas en la magnetosfera de Júpiter debido a la fuerza de Lorentz. Hay otra idea: no tratar de alcanzar a 1I / 'Oumuamua, sino crear un aparato capaz de alcanzar un objeto similar que vuela rápido,y esperar al próximo "invitado" interestelar para reducir en gran medida el tiempo de vuelo, la complejidad de la misión y el costo.
Varias opciones para las trayectorias calculadas para la nave espacial que conducen a un encuentro con el asteroide: a) lanzamiento de la nave espacial en 2017, alcanzando el objetivo en 2037, b) lanzamiento de la nave espacial en 2017, logrando el objetivo en 2018, c) lanzamiento de la nave espacial en 2025, alcanzando la meta en 2055. Andreas M. Hein y col./arXiv:1711.03155
Alexander Voytyuk
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