ย้อนกลับไปในเดือนตุลาคมการประกาศของดาวเคราะห์ดวงแรกระหว่างดวงดาวก่อให้เกิดความตื่นเต้นมากมาย ตั้งแต่นั้นมานักดาราศาสตร์ได้ทำการสังเกตการณ์ติดตามวัตถุที่เรียกว่า 1I / 2017 U1 (หรือที่เรียกว่า 'Oumuamua) และสังเกตสิ่งที่น่าสนใจบางอย่างเกี่ยวกับมัน ตัวอย่างเช่นจากการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในความสว่างของมันมันได้รับการพิจารณาแล้วว่าดาวเคราะห์น้อยเป็นหินและโลหะและมีรูปร่างค่อนข้างแปลก
การสำรวจวงโคจรของดาวเคราะห์น้อยได้เปิดเผยว่ามันผ่านการโคจรใกล้ดวงอาทิตย์ของเรามากที่สุดในเดือนกันยายนปี 2560 และขณะนี้กำลังเดินทางกลับสู่อวกาศระหว่างดวงดาว เนื่องจากความลึกลับที่ร่างนี้มีจึงมีผู้สนับสนุนที่จะถูกสกัดกั้นและสำรวจ กลุ่มหนึ่งดังกล่าวคือ Project Lyra ซึ่งเพิ่งเปิดตัวการศึกษาที่มีรายละเอียดเกี่ยวกับความท้าทายและประโยชน์ที่จะได้รับจากภารกิจดังกล่าว
การศึกษาซึ่งเพิ่งปรากฏออนไลน์ภายใต้ชื่อ“ Project Lyra: ส่งยานอวกาศไปยัง 1I / 'Oumuamua (อดีต A / 2017 U1), The Interstellar Asteroid“ ได้ดำเนินการโดยสมาชิกของ Initiative for Interstellar Studies (i4iS) องค์กรอาสาที่อุทิศตนเพื่อทำให้การเดินทางในอวกาศระหว่างดวงดาวเป็นจริงในอนาคตอันใกล้ การศึกษาดังกล่าวได้รับการสนับสนุนโดย Asteroid Initiatives LLC ซึ่งเป็น บริษัท ที่คาดว่าจะมีดาวเคราะห์น้อยซึ่งอุทิศตนเพื่ออำนวยความสะดวกในการสำรวจและหาประโยชน์ทางการค้าของดาวเคราะห์น้อย
สรุปเมื่อ Oumuamua ถูกค้นพบครั้งแรกเมื่อวันที่ 19 ตุลาคม 2017 โดยนักดาราศาสตร์ที่ใช้กล้องโทรทรรศน์ Panoramic Survey Telescope และระบบการตอบสนองอย่างรวดเร็ว (Pan-STARRS) ของมหาวิทยาลัยฮาวายวัตถุ (หรือที่รู้จักกันในชื่อ C / 2017 U1) เชื่อกันว่าเริ่มแรก ดาวหาง อย่างไรก็ตามข้อสังเกตที่ตามมาเปิดเผยว่าจริง ๆ แล้วมันเป็นดาวเคราะห์น้อยและได้เปลี่ยนชื่อเป็น 1I / 2017 U1 (หรือ 1I / Oumuamua)
การสังเกตการณ์ติดตามผลโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (VLT) ของ ESO สามารถกำหนดข้อ จำกัด เกี่ยวกับขนาดความสว่างการจัดองค์ประกอบสีและวงโคจรของดาวเคราะห์น้อย สิ่งเหล่านี้เผยให้เห็นว่า `โอมูมาว่าวัดความยาว 400 เมตร (1312 ฟุต) ยาวมากและหมุนบนแกนของมันทุก 7.3 ชั่วโมง - ตามที่ระบุโดยวิธีความสว่างของมันแปรผันตามหลักสิบ
มันยังมุ่งมั่นที่จะเป็นหินและโลหะที่อุดมไปด้วยและมีร่องรอยของ tholins - โมเลกุลอินทรีย์ที่ได้รับการฉายรังสีจากรังสียูวี ดาวเคราะห์น้อยยังมีวงโคจรที่เกินความจริงมาก - ด้วยความเยื้องศูนย์ของ 1.2 ซึ่งกำลังนำออกจากระบบสุริยะของเรา การคำนวณวงโคจรเบื้องต้นระบุว่ามันมาจากทิศทางทั่วไปของ Vega ซึ่งเป็นดาวที่สว่างที่สุดในกลุ่มดาวไลราตอนเหนือ
เนื่องจากดาวเคราะห์น้อยนี้มีพลังงานแสงอาทิตย์มากเป็นพิเศษในภารกิจที่จะสามารถศึกษามันได้อย่างใกล้ชิดสามารถบอกเราได้อย่างมากมายเกี่ยวกับระบบที่มันก่อตัวขึ้น การมาถึงในระบบของเราได้เพิ่มการรับรู้เกี่ยวกับดาวเคราะห์น้อยนอกระบบสุริยะซึ่งเป็นวัตถุระหว่างดวงดาวประเภทใหม่ที่นักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่าระบบของเราจะมาถึงในอัตราประมาณหนึ่งต่อปี
ด้วยเหตุนี้ทีมที่อยู่เบื้องหลังโครงการไลราเชื่อว่าการศึกษา 1I / Oumuamua จะเป็นโอกาสครั้งหนึ่งในชีวิต ตามที่ระบุในการศึกษา:
“ ในฐานะ 1I / ‘Oumuamua เป็นตัวอย่างขนาดมหึมาที่ใกล้ที่สุดของดวงดาวซึ่งน่าจะมีลายเซ็นไอโซโทปที่แตกต่างจากวัตถุอื่น ๆ ในระบบสุริยะของเราผลตอบแทนทางวิทยาศาสตร์จากการสุ่มตัวอย่างวัตถุนั้นยากที่จะพูดได้ การศึกษาอย่างละเอียดเกี่ยวกับวัสดุระหว่างดวงดาวในระยะทางระหว่างดวงดาวนั้นน่าจะห่างออกไปหลายสิบปีแม้ว่าโครงการ Starshot ของโครงการ Breakthrough Initiatives จะเริ่มต้นอย่างจริงจังก็ตาม ดังนั้นคำถามที่น่าสนใจคือหากมีวิธีที่จะใช้ประโยชน์จากโอกาสพิเศษนี้โดยส่งยานอวกาศไปที่ 1I / ‘Oumuamua เพื่อทำการสำรวจในระยะใกล้”
แต่แน่นอนว่าการนัดพบกับดาวเคราะห์น้อยนี้มีความท้าทายมากมาย สิ่งที่ชัดเจนที่สุดคือความเร็วและความจริงที่ว่า 1I / Oumuamua กำลังจะออกจากระบบสุริยะของเรา จากการคำนวณวงโคจรของดาวเคราะห์น้อยได้มีการพิจารณาแล้วว่า 1I / `Oumuamua กำลังเดินทางด้วยความเร็ว 26 กม. / วินาที - ซึ่งทำงานได้ถึง 95,000 กม. / ชั่วโมง (59,000 ไมล์ต่อชั่วโมง)
ไม่มีภารกิจใดในประวัติศาสตร์ของการสำรวจอวกาศที่เดินทางอย่างรวดเร็วและภารกิจที่เร็วที่สุดจนถึงปัจจุบันสามารถจัดการความเร็วได้สองในสามเท่านั้น ซึ่งรวมถึงยานอวกาศที่เร็วที่สุดที่จะออกจากระบบสุริยะ (รอบโลก 1) และยานอวกาศที่เร็วที่สุดในการเปิดตัว นิวฮอริซอน ภารกิจ) ดังนั้นการสร้างภารกิจที่สามารถติดตามมันจะเป็นความท้าทายที่สำคัญ ตามที่ทีมเขียนไว้:
“ นี่ [เร็ว] เร็วกว่ามนุษย์วัตถุใด ๆ ที่เคยเปิดตัวสู่อวกาศ Voyager 1 ซึ่งเป็นมนุษย์วัตถุที่เร็วที่สุดที่เคยสร้างมามีความเร็วไฮเพอร์โบลิกเกิน 16.6 km / s เนื่องจาก 1I / ‘Oumuamua ออกจากระบบสุริยะของเราแล้วยานอวกาศที่เปิดตัวในอนาคตจะต้องไล่ล่ามัน”
อย่างไรก็ตามในขณะที่พวกเขาเดินหน้าต่อไปการเผชิญกับความท้าทายนี้ย่อมส่งผลให้เกิดนวัตกรรมที่สำคัญและการพัฒนาเทคโนโลยีการสำรวจอวกาศ เห็นได้ชัดว่าการเปิดตัวภารกิจดังกล่าวจะต้องเกิดขึ้นเร็วกว่าในภายหลังเนื่องจากอัตราการเดินทางที่รวดเร็วของดาวเคราะห์น้อย แต่ภารกิจใด ๆ ที่เปิดตัวภายในเวลาไม่กี่ปีจะไม่สามารถใช้ประโยชน์จากการพัฒนาด้านเทคนิคในภายหลัง
ในฐานะนักเขียน Paul Glister หนึ่งในผู้ก่อตั้ง Tau Zero Foundation และผู้สร้าง Centauri Dreams ได้กล่าวไว้ในเว็บไซต์ของเขา:
“ ความท้าทายนั้นน่ากลัว: 1I / ’Oumuamua มีความเร็วที่เกินความเกินจริงที่ 26 km / s ซึ่งแปลว่าความเร็ว 5.5 AU / ปี มันจะเกินวงโคจรของดาวเสาร์ภายในสองปี มันเร็วกว่ามนุษย์วัตถุใด ๆ ที่เคยเปิดตัวสู่อวกาศ”
ดังนั้นภารกิจใด ๆ ที่ติดอยู่กับ 1I / `Oumuamua จะมีผลต่อการแลกเปลี่ยนที่สำคัญสามประการ สิ่งเหล่านี้รวมถึงการแลกเปลี่ยนระหว่างเวลาเดินทางและเดลต้าวี (เช่นความเร็วของยานอวกาศ) การแลกเปลี่ยนระหว่างวันที่เปิดตัวและเวลาเดินทางและการแลกเปลี่ยนระหว่างวันที่ / เวลาเดินทางและพลังงานลักษณะ คุณสมบัติพลังงาน (C3) หมายถึงกำลังสองของความเร็วไฮเพอร์โบลิกส่วนเกินหรือความเร็วของอนันต์เทียบกับดวงอาทิตย์
ข้อสุดท้าย แต่ไม่ท้ายสุดคือการแลกเปลี่ยนระหว่างความเร็วส่วนเกินของยานอวกาศที่ปล่อยออกมากับความเร็วส่วนเกินที่สัมพันธ์กับดาวเคราะห์น้อยในระหว่างการเผชิญหน้า ความเร็วส่วนเกินนั้นดีกว่าเมื่อใช้งานเนื่องจากจะส่งผลให้ระยะเวลาเดินทางสั้นลง แต่ความเร็วส่วนเกินที่สูงในระหว่างการเผชิญหน้าจะหมายถึงยานอวกาศจะมีเวลาน้อยลงในการดำเนินการตรวจวัดและรวบรวมข้อมูลบนดาวเคราะห์น้อยเอง
จากสิ่งที่คิดไว้ทีมจึงพิจารณาความเป็นไปได้ต่าง ๆ ในการสร้างยานอวกาศที่ต้องพึ่งพาระบบแรงขับดัน (เช่นหนึ่งที่มีแรงขับระยะเวลาสั้น ๆ ) นอกจากนี้พวกเขาคิดว่าภารกิจนี้จะไม่เกี่ยวข้องกับดาวเคราะห์หรือแสงอาทิตย์บิน - bys และจะบินตรงไปยัง 1I / `Oumuamua จากนี้พารามิเตอร์พื้นฐานบางอย่างจะถูกกำหนดขึ้นจากนั้นจึงจัดโครงสร้าง
“ เพื่อสรุปความยากลำบากในการเข้าถึง 1I / ‘Oumuamua เป็นฟังก์ชั่นของเวลาที่จะเริ่มความเร็วการผ่อนชำระเกินความจริงและระยะเวลาของภารกิจ” พวกเขาระบุ “ ผู้ออกแบบภารกิจในอนาคตจะต้องค้นหาการแลกเปลี่ยนที่เหมาะสมระหว่างพารามิเตอร์เหล่านี้ สำหรับวันที่เปิดตัวจริงใน 5 ถึง 10 ปีความเร็วส่วนเกินที่เกินความจริงนั้นอยู่ที่ 33 ถึงสูงสุด 76 กม. / วินาทีโดยมีการเผชิญหน้ากันในระยะทางไกลเกินกว่าพลูโต (50-200AU)”
สุดท้าย แต่ไม่ท้ายสุดผู้เขียนพิจารณาสถาปัตยกรรมของภารกิจต่าง ๆ ที่กำลังพัฒนา สิ่งเหล่านี้รวมถึงสิ่งที่จะจัดลำดับความเร่งด่วน (เช่นการเปิดตัวภายในไม่กี่ปี) เช่นระบบปล่อยอวกาศของนาซ่า (SLS) ซึ่งพวกเขาอ้างว่าจะทำให้การออกแบบภารกิจง่ายขึ้น อีกอย่างคือ Big Falcon Rocket (BFR) ของ SpaceX ซึ่งพวกเขาอ้างว่าสามารถเปิดใช้งานภารกิจโดยตรงภายในปี 2568 ด้วยเทคนิคการเติมน้ำมันในพื้นที่
อย่างไรก็ตามประเภทของภารกิจเหล่านี้ยังต้องการดาวพฤหัสบดีบินผ่านเพื่อให้แรงโน้มถ่วงช่วยด้วย กำลังมองหาเทคนิคระยะยาวมากขึ้นซึ่งจะเน้นเทคโนโลยีขั้นสูงมากขึ้นพวกเขายังพิจารณาเทคโนโลยีที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ สิ่งนี้ได้รับการยกตัวอย่างจากแนวคิด Starshot ของ Breakthrough Initiatives ซึ่งจะให้ความยืดหยุ่นในภารกิจและความสามารถในการตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อเหตุการณ์ที่ไม่คาดคิดในอนาคต
ในขณะที่วิธีการนี้จะนำมาซึ่งการรอคอยความเป็นไปได้ที่จะเกิดขึ้นกับดาวเคราะห์น้อยระหว่างดวงดาวในอนาคตมันจะช่วยให้สามารถตอบสนองได้อย่างรวดเร็วและมีภารกิจที่สามารถทำได้ นอกจากนี้ยังสามารถเปิดใช้งานแนวคิดภารกิจที่น่าสนใจเป็นพิเศษซึ่งก็คือการส่งยานสำรวจขนาดเล็กจำนวนมากไปพบกับดาวเคราะห์น้อย ในขณะนี้สิ่งนี้จะนำมาซึ่งการลงทุนอย่างมีนัยสำคัญมูลค่าของโครงสร้างพื้นฐานจะพิสูจน์ค่าใช้จ่ายที่พวกเขาเรียกร้อง
ในท้ายที่สุดทีมระบุว่าจำเป็นต้องทำการวิจัยและพัฒนาเพิ่มเติมซึ่งรับประกันความสำคัญของโครงการไลรา ตามที่พวกเขาสรุป:
“ [A] ภารกิจสู่วัตถุจะยืดขอบเขตของสิ่งที่เป็นไปได้ทางเทคโนโลยีในปัจจุบัน ภารกิจที่ใช้ระบบขับเคลื่อนเคมีแบบดั้งเดิมจะเป็นไปได้โดยใช้ Jupiter flyby เพื่อโน้มถ่วงช่วยในการเผชิญหน้าอย่างใกล้ชิดกับดวงอาทิตย์ ด้วยวัสดุที่เหมาะสมเทคโนโลยีแล่นเรือด้วยพลังงานแสงอาทิตย์หรือลำเลเซอร์สามารถใช้ ... การทำงานในอนาคตภายในโครงการไลราจะเน้นการวิเคราะห์แนวคิดภารกิจและตัวเลือกเทคโนโลยีที่แตกต่างกันในรายละเอียดมากขึ้นและเลือกแนวคิดที่มีแนวโน้ม 2 ถึง 3
มันเป็นสัจพจน์ที่มีอายุมากซึ่งความท้าทายที่น่ากลัวมีความสำคัญต่อนวัตกรรมและการเปลี่ยนแปลง ในแง่นี้การปรากฏตัวของ 'โอมูมูอาว่าในระบบสุริยะของเราได้กระตุ้นความสนใจในการสำรวจดาวเคราะห์น้อยระหว่างดวงดาว และในขณะที่โอกาสในการสำรวจดาวเคราะห์น้อยนี้อาจเป็นไปไม่ได้ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าการมาถึงของ interlopers หินในอนาคตในระบบของเราอาจเข้าถึงได้
