Em outubro, o anúncio de que o primeiro asteróide interestelar desencadeou uma onda de excitação. Desde aquele tempo, astrônomos conduziram observações de acompanhamento do objeto conhecido como 1I / 2017 U1 (também conhecido como 'Oumuamua) e notaram algumas coisas bastante interessantes sobre ele. Por exemplo, de mudanças rápidas em seu brilho, foi determinado que o asteróide é rochoso e metálico, e de formato bastante estranho.

As observações da órbita do asteróide também revelaram que ele fez sua passagem mais próxima ao nosso Sol em setembro de 2017, e atualmente está voltando ao espaço interestelar. Por causa dos mistérios que este corpo contém, há quem defenda que seja interceptado e explorado. Um desses grupos é o Projeto Lyra, que divulgou recentemente um estudo detalhando os desafios e benefícios que tal missão apresentaria.

O estudo, que apareceu recentemente online com o título "Projeto Lyra:Enviando uma nave espacial para 1I / 'Oumuamua (antigo A / 2017 U1), o asteróide interestelar ", foi conduzido por membros da Iniciativa para Estudos Interestelares (i4iS) - uma organização voluntária que se dedica a tornar as viagens espaciais interestelares uma realidade em um futuro próximo. O estudo foi apoiado pela Asteroid Initiatives LLC, uma empresa de prospecção de asteróides que se dedica a facilitar a exploração e exploração comercial de asteróides.

Para recapitular, quando 'Oumuamua foi observado pela primeira vez em 19 de outubro, 2017, por astrônomos usando o telescópio de pesquisa panorâmica e o sistema de resposta rápida da Universidade do Havaí (Pan-STARRS), o objeto (então conhecido como C / 2017 U1) foi inicialmente considerado um cometa. Contudo, observações subsequentes revelaram que era na verdade um asteróide e foi renomeado para 1I / 2017 U1 (ou 1I / `Oumuamua).

As observações de acompanhamento feitas usando o Very Large Telescope (VLT) do ESO foram capazes de colocar restrições no tamanho do asteróide, brilho, composição, cor e órbita. Estes revelaram que `Oumuamua mede cerca de 400 metros (1312 pés) de comprimento, é muito alongado, e gira em seu eixo a cada 7,3 horas - conforme indicado pela maneira como seu brilho varia por um fator de dez.

Também foi determinado ser rochoso e rico em metais, e conter vestígios de tholins - moléculas orgânicas que foram irradiadas por radiação ultravioleta. O asteróide também tem uma órbita extremamente hiperbólica - com uma excentricidade de 1,2 - que atualmente o está retirando de nosso Sistema Solar. Cálculos preliminares de sua órbita também indicaram que ele veio originalmente da direção geral de Vega, a estrela mais brilhante da constelação do norte de Lyra.

Dado que este asteróide é de natureza extra-solar, uma missão que fosse capaz de estudá-lo de perto certamente poderia nos dizer muito sobre o sistema em que se formou. Sua chegada em nosso sistema também aumentou a conscientização sobre asteróides extra-solares, uma nova classe de objeto interestelar que os astrônomos agora estimam chegar ao nosso sistema a uma taxa de cerca de um por ano.

Por causa disso, a equipe por trás do Projeto Lyra acredita que estudar 1I / `Oumuamua seria uma oportunidade única na vida. Como eles afirmam em seu estudo:

"Como 1I / 'Oumuamua é a amostra macroscópica mais próxima de material interestelar, provavelmente com uma assinatura isotópica distinta de qualquer outro objeto em nosso sistema solar, os resultados científicos da amostragem do objeto são difíceis de subestimar. O estudo detalhado de materiais interestelares em distâncias interestelares provavelmente estão a décadas de distância, mesmo se o projeto Starthrough Initiatives 'Starshot, por exemplo, é vigorosamente perseguido. Portanto, uma questão interessante é se há uma maneira de explorar esta oportunidade única, enviando uma espaçonave para 1I / 'Oumuamua para fazer observações de perto. "

Mas é claro, o encontro com este asteróide apresenta muitos desafios. O mais óbvio é o da velocidade, e o fato de que 1I / `Oumuamua já está saindo de nosso Sistema Solar. Com base em cálculos da órbita do asteróide, foi determinado que 1I / `Oumuamua está viajando a uma velocidade de 26 km / s - que dá para 95, 000 km / hora (59, 000 mph).

Nenhuma missão na história da exploração espacial viajou tão rápido, e as missões mais rápidas até agora só foram capazes de gerenciar cerca de dois terços dessa velocidade. Isso inclui a nave espacial mais rápida a deixar o Sistema Solar (Voyager 1) e a nave espacial mais rápida no lançamento (a missão New Horizons). Portanto, criar uma missão que pudesse alcançá-la seria um grande desafio. Como a equipe escreveu:

"Isto [é] consideravelmente mais rápido do que qualquer objeto que a humanidade já lançou ao espaço. Voyager 1, o objeto mais rápido que a humanidade já construiu, tem uma velocidade de excesso hiperbólica de 16,6 km / s. Como 1I / 'Oumuamua já está deixando nosso sistema solar, qualquer espaçonave lançada no futuro precisaria persegui-la. "

Contudo, conforme eles afirmam, assumir este desafio resultaria inevitavelmente em inovações e desenvolvimentos importantes na tecnologia de exploração espacial. Obviamente, o lançamento de tal missão teria que acontecer mais cedo ou mais tarde, dada a rápida velocidade de deslocamento do asteróide. Mas qualquer missão que seja lançada dentro de alguns anos não será capaz de tirar proveito de desenvolvimentos técnicos posteriores.

Como o famoso escritor Paul Glister, um dos fundadores da Fundação Tau Zero e criador do Centauri Dreams, anotado em seu site:

"O desafio é formidável:1I / 'Oumuamua tem um excesso de velocidade hiperbólica de 26 km / s, o que se traduz em uma velocidade de 5,5 UA / ano. Dentro de dois anos, estará além da órbita de Saturno. Isso é muito mais rápido do que qualquer objeto que a humanidade já lançou ao espaço. "

Como tal, qualquer missão montada em 1I / `Oumuamua acarretaria três trocas notáveis. Estes incluem a compensação entre o tempo de viagem e o delta V (ou seja, a velocidade da espaçonave), a compensação entre a data de lançamento e o tempo de viagem, e a compensação entre a data de lançamento / tempo de viagem e a energia característica. A energia característica (C3) refere-se ao quadrado da velocidade de excesso hiperbólica, ou a velocidade no infinito em relação ao Sol.

Último, mas não menos importante, é a compensação entre o excesso de velocidade da espaçonave no lançamento e seu excesso de velocidade em relação ao asteróide durante o encontro. O excesso de velocidade é preferível no lançamento, uma vez que resultará em tempos de viagem mais curtos. Mas um grande excesso de velocidade durante o encontro significaria que a espaçonave teria menos tempo para realizar medições e coletar dados sobre o próprio asteróide.

Com tudo isso contabilizado, a equipe, então, considera várias possibilidades para a criação de uma espaçonave que dependeria de um sistema de propulsão impulsivo (ou seja, um com impulso de duração suficientemente curta). Além disso, eles assumem que esta missão não envolveria qualquer sobrevôo planetário ou solar, e voaria diretamente para 1I / `Oumuamua. A partir disso, alguns parâmetros básicos são estabelecidos e eles então apresentam.

"Para resumir, a dificuldade de alcançar 1I / 'Oumuamua é uma função de quando lançar, o excesso de velocidade hiperbólica, e a duração da missão, "eles indicam." Futuros projetistas de missão precisariam encontrar compensações apropriadas entre esses parâmetros. Para uma data de lançamento realista em 5 a 10 anos, o excesso de velocidade hiperbólica é da ordem de 33 a até 76 km / s com um encontro a uma distância muito além de Plutão (50-200AU). "

Último, mas não menos importante, os autores consideram várias arquiteturas de missão que estão sendo desenvolvidas atualmente. Isso inclui aqueles que priorizam a urgência (ou seja, o lançamento dentro de alguns anos), como o Sistema de Lançamento Espacial (SLS) da NASA - que eles afirmam simplificar o projeto da missão. Outro é o Big Falcon Rocket (BFR) da SpaceX, que eles afirmam poder permitir uma missão direta até 2025, graças à sua técnica de reabastecimento no espaço.

Contudo, esses tipos de missões também exigiriam um sobrevôo de Júpiter para fornecer assistência por gravidade. Procurando mais técnicas de longo prazo, que enfatizaria tecnologias mais avançadas, eles também consideram a tecnologia movida a vela solar. Isso é exemplificado pelo conceito Starshot da Breakthrough Initiatives, que forneceria flexibilidade de missão e a capacidade de reagir rapidamente a eventos futuros inesperados.

Embora essa abordagem envolva espera, possibilidade de futuros encontros com um asteróide interestelar, permitiria uma resposta rápida e uma missão que poderia acabar com as assistências de gravidade. Também pode permitir um conceito de missão particularmente atraente, que enviará minúsculos enxames de sondas ao encontro com o asteróide. Embora isso implique um investimento significativo, o valor da infraestrutura justificaria a despesa, eles afirmam.

No fim, a equipe determinou que mais pesquisa e desenvolvimento são necessários, o que confirma a importância do Projeto Lyra. Como eles concluíram:

"[Uma] missão para o objeto estenderá os limites do que é tecnologicamente possível hoje. Uma missão usando um sistema de propulsão química convencional seria viável usando um sobrevôo de Júpiter para a gravidade - ajudar em um encontro próximo com o Sol. Dados os materiais certos, a tecnologia de vela solar ou velas a laser podem ser usadas ... O trabalho futuro dentro do Projeto Lyra se concentrará em analisar os diferentes conceitos de missão e opções de tecnologia em mais detalhes e selecionar 2 - 3 conceitos promissores para desenvolvimento posterior. "

É um axioma antigo que desafios assustadores são essenciais para a inovação e a mudança. A este respeito, o aparecimento de `Oumuamua em nosso Sistema Solar estimulou o interesse na exploração de asteróides interestelares. E embora uma oportunidade de explorar este asteróide não seja possível nos próximos anos, a chegada de futuros intrusos rochosos em nosso sistema pode ser alcançável.