בחודש אוקטובר, ההכרזה על האסטרואיד הבין-כוכבי הראשון עוררה סערה של התרגשות. מאז אותה תקופה, אסטרונומים ערכו תצפיות מעקב אחר האובייקט המכונה 1I / 2017 U1 (aka. `Oumuamua) וציינו כמה דברים מעניינים למדי בנושא זה. לדוגמה, משינויים מהירים בהירותו נקבע כי האסטרואיד סלעי ומתכתי, וצורתו באופן מוזר למדי.
תצפיות על מסלולו של האסטרואיד העלו גם כי הוא עבר את דרכו הקרובה ביותר לשמש שלנו בספטמבר 2017, וכעת הוא בדרך לחלל הבין-כוכבי. בגלל התעלומות שגוף זה טומן בחובו, יש מי שדוגלים שהוא יירט וייחקר. קבוצה אחת כזו היא פרויקט ליירה, שפרסם לאחרונה מחקר המפרט את האתגרים והיתרונות שמשימה כזו תציג.
המחקר, אשר הופיע לאחרונה ברשת תחת הכותרת "פרויקט ליירה: משלוח חללית ל- 1 / Oumuamua (לשעבר A / 2017 U1), האסטרואיד הבין-כוכבי", נערך על ידי חברי היוזמה ללימודים בין-כוכבים (i4iS) - ארגון מתנדבים שמוקדש להפוך מטיול בחלל הבין-כוכבים למציאות בעתיד הקרוב. המחקר נתמך על ידי Asteroid Initiatives LLC, חברה לחיפוש אסטרואידים שמוקדשת להקל על חקר וניצול המסחרי של אסטרואידים.
לסיכום, כאשר Oumuamua נצפה לראשונה ב- 19 באוקטובר, 2017, על ידי אסטרונומים המשתמשים בטלסקופ הסקר הפנורמי של אוניברסיטת הוואי ומערכת תגובה מהירה (Pan-STARRS), האמינו כי לראשונה האובייקט (שנקרא אז C / 2017 U1) היה שביט. עם זאת, תצפיות שלאחר מכן גילו שמדובר למעשה באסטרואיד ושמו שונה ל- 1I / 2017 U1 (או 1I / Oumuamua).
תצפיות מעקב שנעשו באמצעות הטלסקופ הגדול ביותר של ESO (VLT) הצליחו להציב אילוצים על גודל האסטרואיד, בהירותו, הרכבו, צבעו ומסלולו. אלה גילו כי "אוומואומה נמדד כ -400 מטר (1312 רגל), הוא מוארך מאוד וסובב על צירו כל 7.3 שעות - כפי שעולה מהאופן בו בהירותו משתנה לפי גורם של עשר.
כמו כן נקבע כי הוא עשיר בסלע ומתכת, ולהכיל עקבות של תולינים - מולקולות אורגניות שהוקרנו על ידי קרינת UV. לאסטרואיד יש מסלול היפרבולי במיוחד - עם אקסצנטריות של 1.2 - שמוציא אותו כעת ממערכת השמש שלנו. חישובים מקדימים של מסלולו העידו גם שהוא הגיע במקור מהכיוון הכללי של וגה, הכוכב הבהיר ביותר בכוכב הצפוני של ליירה.
בהתחשב בכך שהאסטרואיד הזה הוא חוץ-סולארי באופיו, משימה שתוכל לחקור אותו מקרוב יכולה בהחלט לספר לנו הרבה על המערכת בה התגבש. ההגעה למערכת שלנו העלתה את המודעות לאסטרואידים חוץ-סולאריים, סוג חדש של אובייקטים בין-כוכביים שאסטרונומים מעריכים כעת שמגיעים למערכת שלנו בקצב של כשנה לשנה.
בגלל זה, הצוות שעומד מאחורי פרויקט ליירה מאמין שלימוד 1I / Oumuamua יהיה הזדמנות של פעם בחיים. כפי שהם קובעים במחקרם:
"מכיוון ש- II / 'Oumuamua הוא הדגימה המאקרוסקופית הקרובה ביותר של חומר בין-כוכבי, ככל הנראה עם חתימה איזוטופית המובחנת מכל אובייקט אחר במערכת השמש שלנו, קשה להבין את התשואות המדעיות מדגימת האובייקט. לימוד מפורט של חומרים בין-כוכביים במרחקים בין-כוכביים נמצא ככל הנראה עשרות שנים, אפילו אם פרויקט Starshot של יוזמות פריצת הדרך, למשל, נערך במרץ. מכאן ששאלה מעניינת היא אם יש דרך לנצל את ההזדמנות הייחודית הזו על ידי שליחת חללית ל- II / 'Oumuamua כדי לבצע תצפיות בטווח הקרוב. "
אך כמובן שהמפגש עם אסטרואיד זה מציב אתגרים רבים. הברור ביותר הוא זה של המהירות, והעובדה ש- II / Oumuamua כבר בדרך למערכת השמש שלנו. על סמך חישובי מסלולו של האסטרואיד, נקבע כי II / `Oumuamua נוסע במהירות של 26 קמ"ש - וזה מסתכם עד 95,000 קמ"ש (59,000 קמ"ש).
שום משימה בתולדות חקר החלל לא נסעה במהירות זו, והמשימות המהירות ביותר עד כה לא הצליחו להסתדר כשני שלישים במהירות זו. זה כולל את החללית המהירה ביותר לעזיבת מערכת השמש (וויאג'ר 1) והחללית המהירה ביותר בעת ההשקה (ה- אופקים חדשים משימה). לכן יצירת משימה שיכולה להדביק אותה תהיה אתגר גדול. כפי שכתב הצוות:
"זה מהיר יותר באופן משמעותי מכל חפץ שהאנושות השיקה אי פעם לחלל. וויאג'ר 1, האובייקט המהיר ביותר שהאנושות בנתה אי פעם, יש מהירות עודפת היפרבולית של 16.6 קמ"ש. מכיוון ש- II / 'Oumuamua כבר עוזב את מערכת השמש שלנו, כל חללית שתושק בעתיד תצטרך לרדוף אחריה. "
עם זאת, ככל שהם ממשיכים למדינה, התחייבות לאתגר זה תביא בהכרח לחידושים מרכזיים והתפתחויות בטכנולוגיית חקר החלל. ברור שההפעלה של משימה כזו תצטרך להתרחש מוקדם יותר מאשר אחר כך, בהתחשב בקצב הנסיעה המהיר של האסטרואיד. אך כל משימה שתושק תוך כמה שנים לא תוכל לנצל את ההתפתחויות הטכניות המאוחרות יותר.
כפי שהסופר הידוע פול גליסטר, אחד ממייסדי קרן טאו אפס ויוצר "חלומות Centauri", ציין באתר שלו:
"האתגר אימתני: ל- II / 'לאומואמובה מהירות עודפת היפרבולית של 26 קמ"ש, המתורגמת למהירות של 5.5 AU לשנה. זה יהיה מעבר למסלול של שבתאי בתוך שנתיים. זה הרבה יותר מהר ממה שכל אובייקט שהאנושות השיקה אי פעם לחלל. "
כיוון שכך, כל משימה שתובא ל- 1 / Oumuamua תכלול שלושה פיצויים בולטים. אלה כוללים את ההחלפה בין זמן הנסיעה לדלתא V (כלומר מהירות החללית), הסחרחר בין תאריך השיגור לזמן הנסיעה, והמחלף בין תאריך השיגור / זמן הנסיעה לאנרגיה האופיינית. אנרגיה מאפיינת (C3) מתייחסת לריבוע המהירות העודפת ההיפרבולית, או למהירות האינסופית ביחס לשמש.
אחרון חביב הוא החילוף בין מהירות העודפים של החללית בעת השיגור לבין מהירות העודף שלה יחסית לאסטרואיד במהלך המפגש. עדיף מהירות עודפת בעת ההשקה, מכיוון שהיא תביא לזמני נסיעה קצרים יותר. אולם מהירות עודפת גבוהה במהלך המפגש פירושה לחללית יהיה פחות זמן לבצע מדידות ולאסוף נתונים על האסטרואיד עצמו.
לאחר כל ההתחשבנות, הצוות שוקל אז אפשרויות שונות ליצירת חללית שתסתמך על מערכת הנעה אימפולסיבית (כלומר אחת עם דחף למשך זמן קצר מספיק). בנוסף, הם מניחים שהמשימה הזו לא תהיה כרוכה במעופפים פלנטריים או סולאריים, והיא תטוס ישירות ל- II / `Oumuamua. מכאן נקבעים כמה פרמטרים בסיסיים אותם הם מתארים.
"לסיכום, הקושי להגיע ל- II / 'Oumuamua הוא פונקציה של מתי לשגר, מהירות עודפת היפרבולית ומשך המשימה", הם מציינים. מעצבי משימה עתידית יצטרכו למצוא פיצויים מתאימים בין פרמטרים אלה. למועד שיגור מציאותי בעוד 5 עד 10 שנים, המהירות העודפת ההיפרבולית היא בסדר גודל של 33 עד 76 קמ"ש עם מפגש במרחק הרבה מעבר לפלוטו (50-200AU). "
אחרון חביב, הכותבים שוקלים ארכיטקטורות משימה שונות שנמצאות כעת בפיתוח. אלה כוללים כאלה העדיפו דחיפות (כלומר שיגור תוך מספר שנים), כמו מערכת השקת החלל של נאס"א (SLS) - שלטענתם הייתה מפשטת את עיצוב המשימה. עוד אחת היא Big Falcon Rocket (BFR) של SpaceX, שלטענתם יכולה לאפשר משימה ישירה עד 2025 בזכות טכניקת התדלוק שלה בחלל.
עם זאת, משימות מסוג זה ידרשו גם טיסה של צדק על מנת לספק כוח משיכה. במבט לטכניקות ארוכות טווח יותר, אשר ידגישו טכנולוגיות מתקדמות יותר, הם מחשיבים גם טכנולוגיה מונעת שמש. זה מדגים על ידי תפיסת Starshot יוזמות Breakthrough, שתעניק גמישות משימה ויכולת להגיב במהירות לאירועים בלתי צפויים בעתיד.
הגישה הזו הייתה כרוכה בהמתנה, אפשרות למפגשים עתידיים עם אסטרואיד בין כוכבים, אך היא תאפשר תגובה מהירה ומשימה שיכולה לחסל את אסיסטי הכבידה. זה יכול גם לאפשר מושג משימה אטרקטיבי במיוחד, שהוא לשלוח נחילי בדיקות זעירות למפגש עם האסטרואיד. אומנם הדבר כרוך בהשקעה משמעותית, אך ערך התשתית היה מצדיק את ההוצאה, לטענתם.
בסופו של דבר הצוות קבע כי יש צורך במחקר ופיתוח נוסף, מה שמחתיר את חשיבותו של פרויקט ליירה. כפי שהם סיכמו:
"משימה [למטרה] לאובייקט תמתח את גבול הדברים האפשריים כיום מבחינה טכנולוגית. ניתן לבצע משימה המשתמשת במערכת הנעה כימית קונבנציונלית באמצעות מטוס יופיטר בכדי לעזור בכוח המשיכה למפגש קרוב עם השמש. בהתחשב בחומרים הנכונים, ניתן להשתמש בטכנולוגיית מפרש סולארי או מפרשי לייזר ... עבודה עתידית במסגרת פרויקט ליירה תתמקד בניתוח מושגי המשימה השונים ואפשרויות הטכנולוגיה ביתר פירוט ולמטה לבחור 2-3 מושגים מבטיחים להמשך פיתוח. "
זו אקסיומה של פעם, שהאתגרים המרתיעים הם חיוניים לחדשנות ולשינוי. מהבחינה הזו הופעתו של 'אוומואמה במערכת השמש שלנו עוררה עניין לחקור אסטרואידים בין-כוכבים. ובעוד שהזדמנות לחקור את האסטרואיד עשויה שלא להיות אפשרית בשנים הקרובות, הגעתם של מתפרצים סלעיים עתידיים למערכת שלנו עשויה פשוט להיות נגישה.
