Si se lanza en 2028, una nave espacial podría alcanzar a Oumuamua en 26 años

En octubre de 2017, el objeto interestelar «Oumuamua» pasó por el sistema solar, dejando muchas preguntas. Este no solo fue el primer objeto de este tipo que se observó hasta ahora, sino que los astrónomos con datos limitados obtenidos cuando se lanzaron desde el sistema solar los molestaron a todos. Incluso hoy, casi cinco años después de que este visitante interestelar hiciera un sobrevuelo, los científicos aún no están seguros de su verdadera naturaleza y origen. Después de todo, la única forma de obtener la respuesta real de Oumuamua es ponerse al día.

Curiosamente, Hay muchas sugerencias de misiones sobre la mesa que pueden hacer exactamente eso. Proyecto de examen LyraProposal por Interstellar Research Institute (I4is) Cita con objetos interestelares (ISO) y dependerá de la tecnología de propulsión avanzada para estudiarlos. Según ellos Última investigación Si su concepto de misión se lanzó en 2028 y realizaron el complejo Jupiter Oversmaneuver (JOM) podrían ponerse al día con Oumuamua en 26 años.

30 de octubre En 2017, menos de dos semanas después de la detección de Oumuamua, la Iniciativa de Investigación Interestelar (i4is) lanzó el Proyecto Lyra. El propósito de este estudio conceptual fue determinar si la misión de encuentro con ‘Oumuamua era factible ahora o si usaba tecnología a corto plazo. Desde entonces, el equipo de i4is ha realizado investigaciones considerando ponerse al día con ISO. Promoción térmica nuclear (NTP) y velero láser, es similar a la captura de estrellas innovadora: el concepto de una misión interestelar para llegar a Alpha Centauri en 20 años.

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Como describen en su estudio, la mayoría de los métodos propuestos anteriormente para llegar a 1I / ‘Oumuamua utilizando tecnologías a corto plazo requieren una maniobra de Oberth solar (SOM). Un ejemplo perfecto es el «Sundiver», una propuesta hecha por el investigador Coryn Bailer-Jones del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA). Como describió a Universe Today en un artículo anterior, este concepto se basa en la presión de radiación del Sol para obtener una velocidad muy alta con una vela ligera.

«El principio del efecto Oberth es aplicar tu impulso cuando te mueves más rápido en relación con el cuerpo que estás orbitando, que es el Sol en el caso del Sundiver», dijo. “Cuanto más cerca estés del Sol en tu órbita, más rápido serás. Entonces, para aprovechar el efecto Oberth, debes acercarte lo más posible al Sol.»En el corazón del SOM y otras maniobras de Oberth hay una técnica conocida como Asistencia de gravedad, que se ha utilizado para explorar el Sistema Solar desde principios de la década de 1970. Esta técnica implica el uso de la fuerza gravitacional de tres cuerpos, incluida la nave espacial, un segundo cuerpo que proporciona el «ayudante» (generalmente un planeta grande) y el cuerpo central sobre el cual se controla el camino de la nave espacial.

Adam Hibberd, investigador de i4is, fue el autor principal de este último estudio de Lyra (titulado «Proyecto Lyra: una misión a 1I / ‘Oumuamua sin maniobra de Oberth solar.») Antes de unirse a i4is, Hibberd era un ingeniero aeroespacial que desarrolló el Software de trayectoria interplanetaria óptima (OITS). Cuando se detectó ‘Oumuamua, decidió usar OITS con este ISO como destino previsto. Después de enterarse del Proyecto Lyra, se unió a ellos y a sus esfuerzos de investigación poco después.

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Como explicó a Universe Today por correo electrónico, la Maniobra de Oberth Solar (SOM) se basa en tres cambios discretos en la velocidad (también conocido como. impulsos) para salir del Sistema Solar. Estos incluyen:

1. En la Tierra, para aumentar la distancia más gorda de la nave espacial desde el Sol (apelio),
2. En afelio, para reducir la velocidad y caer cerca del Sol,
3. En el punto más cercano al Sol (perihelio) cuando la nave espacial viaja más rápido para obtener un impulso adicional

“Este escenario de 3 impulsos fue descubierto por Theodore Edelbaum en 1959, aunque el término SOM parece haberse estancado. Es óptimo para combustible para generar altas velocidades fuera del sistema solar. Esto es precisamente lo que se necesita para capturar una ISO cuando la ISO ha pasado el perihelio y está retrocediendo rápidamente del sol.»» Sin embargo, esta configuración teórica ignora a Júpiter. Por lo tanto, como una ligera modificación a esto, si disminuimos la velocidad en el paso 2 con la ayuda de una asistencia gravitacional inversa de Júpiter, entonces podemos escapar con aún menos combustible. Debido a que el SOM es tan eficiente para generar altas velocidades que se ha utilizado para investigar misiones a los ISO.»

Buscando alternativas a un SOM, Hibbert y sus colegas consideraron usar una ruta probada por el tiempo que incorporaría la poderosa atracción gravitacional de Júpiter. Parte de su motivación para esto fueron los desafíos inherentes que presenta una maniobra de asistencia de gravedad solar. Si bien esta maniobra se ve muy bien en el papel, nunca se ha ejecutado antes y, por lo tanto, tiene una calificación de bajo nivel de preparación tecnológica (TRL).

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Además, está la cuestión de cuánto calentamiento ocurrirá cuando la vela de luz alcance el perihelio en el paso 3 (radio solar 3-10). Estos problemas se abordaron en el Estudio conceptual del sol y la astrofísica de la NASA. Nave espacial interestelar: el viaje de la humanidad al espacio interestelar.. Este estudio de 10 años de encuesta del Sol y Astrofísica 2023-2032., Esto incluía el concepto de (especialmente) nave espacial interestelar. En el Apéndice D2.2, este estudio aborda la protección térmica en el contexto de la manipulación solar de Oberth. “A diferencia de las misiones anteriores que requerían un diseño de escudo para una distancia solar particular, el desafío para las sondas interestelares es ver qué tan cerca puede una nave espacial acercarse de manera realista al Sol. Cuanto más corta es la distancia del sol, mayor es el ángulo de la sombra y mayor es el tamaño del escudo para la nave espacial.

“La recomendación final para distancias solares permisibles ha pasado de muy difícil a imposible de diseñar, ya que los esfuerzos de diseño conceptual no pueden incluir todas las limitaciones de diseño de materiales, fabricación y pruebas de un diseño completo. Se basa en dónde parece que estás haciendo. «Como la sonda solar Parker Como está bien documentado, acercarse al sol requiere un escudo térmico que pueda manejar calor y radiación extremos. En el caso de Parker, el escudo mide aproximadamente 2.44 metros (8 pies) de diámetro y pesa aproximadamente 72.5 kg (160 lbs ). Los escudos térmicos de Lyra no tienen el mismo tamaño y masa, pero no hay duda de que los escudos térmicos solares agregan mucha masa adicional a la vela de luz.

Como alternativa, Hibberd y su equipo recomendaron una maniobra de Júpiter Oberth (JOM), que se lanzaría desde la Tierra, se balancearía alrededor de Venus y la Tierra, conduciría una maniobra del espacio profundo (DSM), volcaría por la Tierra, luego recibir un asistente de gravedad usando la atracción gravitacional de Júpiter. Esto se resume en el acrónimo V-E-DSM-E-J, o el V-E-E-GA más utilizado: Venus, Tierra, Tierra, Asistencia por gravedad. Como indicó Hibberd, esta maniobra tendría varias ventajas sobre un SOM, entre ellas:

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“[No] requeriría un escudo térmico pesado y tampoco necesitaría: a) Una distancia de viaje adicional de Júpiter al Oberth Solar de alrededor de 5.2 unidades astronómicas (au), [y] b) Un viaje adicional de regreso a alrededor de la órbita de Júpiter de 5.2 au adicionales. Tanto (a) como (b) tomarían tiempo para un SOM que no sería necesario para una maniobra de Júpiter Oberth.»

«JOM es un descubrimiento que es clave para el mandato del» Proyecto Lyra «para encontrar opciones utilizando» tecnología actual o a corto plazo «, ya que esencialmente no requiere ningún hardware o maniobra que no se haya probado antes, a diferencia del SOM. Sin embargo, a pesar de ahorrar tiempo de no requerir (a) & (si) arriba: las velocidades de escape más bajas generadas por el JOM significan que la duración de la misión debe ser más larga.»Otra ventaja que Hibberd y su equipo identificaron fue la velocidad de llegada de la nave espacial, que sería mucho más lenta que una que se basara en un SOM: 18 km / s (64,800 km / h; 40,265 mph) vs. 30 km / s (108,000 km / h; 67,108 mph). Esto le daría a la nave espacial más tiempo para analizar Oumuamua durante la aproximación y la salida. Basado en una ventana de lanzamiento de 2028, determinaron que una nave espacial del Proyecto Lyra podría alcanzar ‘Oumuamua para 2054. Dado que ‘Oumuamua es la pieza más cercana de material interestelar accesible para nosotros, los retornos científicos para una misión de cita serían inconmensurables. Por el costo relativamente bajo de una misión de cita, la humanidad podría tener su primera visión de lo que sucede en otros sistemas estelares a mediados de siglo. Más concretamente, sería una oportunidad para resolver finalmente las muchas preguntas que Oumuamua planteó cuando hizo su sobrevuelo histórico de la Tierra hace años.

Fue un iceberg de nitrógeno? ¿Fueron extraterrestres?? ¿Era algo completamente diferente?? Si jugamos bien nuestras cartas, sabremos las respuestas a todas estas preguntas a mediados de siglo.

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En este contexto, te presentamos un video que explora cómo una nave espacial, si se lanza en 2028, podría alcanzar a Oumuamua en 26 años y qué implicaciones tendría esta misión.