Предложенная миссия Lyra сможет догнать межзвездный астероид Оумуамуа в 2054 году

В октябре 2017 года межзвездный объект Оумуамуа прошел через Солнечную систему, оставив после себя много вопросов. Мало того, что это был первый объект такого рода, который когда-либо наблюдался, но ограниченные данные, полученные астрономами, когда он уже вылетал из нашей Солнечной системы, оставили множество вопросов.

Даже сегодня, спустя почти пять лет после того, как этот межзвездный гость пролетел мимо, ученые все еще не уверены в его истинной природе и в происхождении. В конце концов, единственный способ получить реальные ответы от Oumuamua — это догнать его.

Интересно, что есть много предложений по миссиям, которые могли бы сделать именно это. Например Project Lyra, предложение Института межзвездных исследований (i4is), которое будет опираться на передовые технологии двигателей для встречи с межзвездными объектами (ISO) и их изучения.

Согласно их последнему исследованию, если космический зонд будет запущен в 2028 году и выполнит сложный маневр Юпитера-Оберта (JOM), он сможет догнать Оумуамуа через 26 лет. Сам межзвездный астероид движется со скоростью около 26,2 км/сек.

30 октября 2017 года, менее чем через две недели после обнаружения Оумуамуа, Инициатива межзвездных исследований (i4is) запустила проект Лира. Цель этого концептуального исследования заключалась в том, чтобы определить, возможна ли миссия по встрече с Оумуамуа с использованием современных или ближайших технологий.

С тех пор команда i4is провела исследования, в ходе которых рассматривалась возможность догнать объект с использованием ядерно-тепловых двигателей (NTP) и лазерного парусного корабля, аналогичного Breakthrough Starshot — концепции межзвездной миссии для достижения Альфы Центавра за 20 лет.

Как ученые описывают в своем исследовании, большинство ранее предложенных методов достижения Оумуамуа с использованием технологий ближайшего времени требуют маневра Солнечного Оберта (SOM). Прекрасным примером является «Sundiver», предложение, сделанное исследователем Корином Бейлер-Джонсом из Института астрономии Макса Планка (MPIA). Как он говорит, эта концепция основана на радиационном давлении Солнца для получения очень высокой скорости с помощью легкого паруса.

«Принцип эффекта Оберта заключается в том, чтобы применить ускорение, когда вы движетесь быстрее всего относительно тела, вокруг которого вращаетесь, которым является Солнце в случае Sundiver», — сказал он. «Чем ближе вы к Солнцу на своей орбите, тем быстрее вы будете лететь в дальнейшем. Поэтому, чтобы воспользоваться эффектом Оберта, вам нужно подобраться как можно ближе к Солнцу».

В основе SOM и других маневров Оберта лежит метод, известный как Gravity Assist, который использовался для исследования Солнечной системы с начала 1970-х годов. Этот метод предполагает использование гравитационной силы трех тел, включая космический корабль, второе тело, обеспечивающее «помощь» (как правило, большую планету), и центральное тело, относительно которого контролируется траектория космического корабля.

В поисках альтернатив SOM исследователи решили использовать проверенный временем маршрут, который включал бы мощное гравитационное притяжение Юпитера. Частично их мотивацией для этого были большие проблемы, связанные с маневром с помощью солнечной гравитации.

Хотя на бумаге этот маневр выглядит великолепно, он никогда раньше не выполнялся и поэтому имеет низкий уровень технологической готовности.

В качестве альтернативы ученые рекомендовали Маневр Юпитера-Оберта (JOM), для зонда, который будет стартовать с Земли, вращаться вокруг Венеры и Земли, проводить Маневр в глубоком космосе (DSM), снова пролетит мимо Земли, а затем получит ускорение с помощью гравитационного притяжения Юпитера.

Еще одним преимуществом маневра JOM была бы скорость сближения космического зонда с объектом, которая была бы намного ниже, чем у корабля, использующего SOM: 18 км/с (64 800 км/ч) против 30 км/с (108 000 км/ч).

Это даст космическому аппарату больше времени для анализа астероида Оумуамуа во время пролета. Основываясь на окне запуска в 2028 году, ученые определили, что космический аппарат проекта Лира сможет догнать астероид Оумуамуа к 2054 году.

Учитывая, что Оумуамуа является ближайшим к нам межзвездным астероидом, научная отдача от миссии была бы неизмеримой.

Из-за относительно низкой стоимости миссии, человечество может получить первое представление о том, что происходит в других звездных системах уже к середине века. Более того, это был бы шанс, наконец, решить многие вопросы, поднятые Оумуамуа, когда он совершил свой исторический полет по солнечной системе.