En octubre, el anuncio del primer asteroide interestelar desencadenó una oleada de emoción. Desde ese momento, los astrónomos han realizado observaciones de seguimiento del objeto conocido como 1I / 2017 U1 (también conocido como `Oumuamua) y notaron algunas cosas bastante interesantes al respecto. Por ejemplo, a partir de los rápidos cambios en su brillo, se ha determinado que el asteroide es rocoso y metálico, y de forma bastante extraña.
Las observaciones de la órbita del asteroide también han revelado que hizo su paso más cercano a nuestro Sol en septiembre de 2017, y actualmente está regresando al espacio interestelar. Debido a los misterios que tiene este cuerpo, hay quienes defienden que sea interceptado y explorado. Uno de esos grupos es el Proyecto Lyra, que recientemente lanzó un estudio que detalla los desafíos y beneficios que tal misión presentaría.
El estudio, que apareció recientemente en línea bajo el título "Proyecto Lyra: Enviar una nave espacial a 1I / 'Oumuamua (ex A / 2017 U1), el asteroide interestelar", fue realizado por miembros de la Iniciativa para Estudios Interestelares (i4iS) - a Organización de voluntarios que se dedica a hacer realidad el viaje espacial interestelar en un futuro cercano. El estudio fue apoyado por Asteroid Initiatives LLC, una compañía de prospección de asteroides que se dedica a facilitar la exploración y explotación comercial de asteroides.
En resumen, cuando los astrónomos observaron por primera vez a Oumuamua el 19 de octubre de 2017, utilizando el Telescopio de levantamiento panorámico y el Sistema de respuesta rápida (Pan-STARRS) de la Universidad de Hawai, inicialmente se creía que el objeto (entonces conocido como C / 2017 U1) era un cometa. Sin embargo, las observaciones posteriores revelaron que en realidad era un asteroide y se renombró 1I / 2017 U1 (o 1I / Oumuamua).
Las observaciones de seguimiento realizadas con el Very Large Telescope (VLT) de ESO pudieron imponer restricciones en el tamaño, brillo, composición, color y órbita del asteroide. Estos revelaron que `Oumuamua mide unos 400 metros (1312 pies) de largo, es muy alargado y gira sobre su eje cada 7.3 horas, como lo indica la forma en que su brillo varía en un factor de diez.
También se determinó que era rico en rocas y metales, y que contenía trazas de tolinas, moléculas orgánicas que han sido irradiadas por la radiación UV. El asteroide también tiene una órbita extremadamente hiperbólica, con una excentricidad de 1.2, que actualmente lo está sacando de nuestro Sistema Solar. Los cálculos preliminares de su órbita también indicaron que originalmente provenía de la dirección general de Vega, la estrella más brillante en la constelación norte de Lyra.
Dado que este asteroide es de naturaleza extra solar, una misión capaz de estudiarlo de cerca podría decirnos mucho sobre el sistema en el que se formó. Su llegada a nuestro sistema también ha creado conciencia sobre los asteroides extrasolares, una nueva clase de objeto interestelar que los astrónomos ahora estiman que llegan a nuestro sistema a una tasa de aproximadamente uno por año.
Debido a esto, el equipo detrás del Proyecto Lyra cree que estudiar 1I / Oumuamua sería una oportunidad única en la vida. Como afirman en su estudio:
“Como 1I /‘ Oumuamua es la muestra macroscópica más cercana de material interestelar, probablemente con una firma isotópica distinta de cualquier otro objeto en nuestro sistema solar, los rendimientos científicos del muestreo del objeto son difíciles de subestimar. El estudio detallado de materiales interestelares a distancias interestelares está probablemente a décadas de distancia, incluso si el Proyecto Starshot de Iniciativas de Avance, por ejemplo, se lleva a cabo enérgicamente. Por lo tanto, una pregunta interesante es si hay una manera de explotar esta oportunidad única enviando una nave espacial a 1I / ‘Oumuamua para hacer observaciones a corta distancia".
Pero, por supuesto, encontrarse con este asteroide presenta muchos desafíos. Lo más obvio es el de la velocidad, y el hecho de que 1I / Oumuamua ya está saliendo de nuestro Sistema Solar. Según los cálculos de la órbita del asteroide, se ha determinado que 1I / `Oumuamua viaja a una velocidad de 26 km / s, lo que equivale a 95,000 km / hora (59,000 mph).
Ninguna misión en la historia de la exploración espacial ha viajado tan rápido, y las misiones más rápidas hasta la fecha solo han podido manejar alrededor de dos tercios de esa velocidad. Esto incluye la nave espacial más rápida para abandonar el Sistema Solar (Voyager 1) y la nave espacial más rápida en el lanzamiento (el Nuevos horizontes misión). Por lo tanto, crear una misión que pueda alcanzarlo sería un gran desafío. Como escribió el equipo:
“Esto [es] considerablemente más rápido que cualquier objeto que la humanidad haya lanzado al espacio. La Voyager 1, el objeto más rápido que la humanidad haya construido, tiene un exceso de velocidad hiperbólica de 16.6 km / s. Como 1I / ‘Oumuamua ya está abandonando nuestro sistema solar, cualquier nave espacial lanzada en el futuro necesitaría perseguirlo”.
Sin embargo, a medida que avanzan, afirmar que este desafío inevitablemente resultará en innovaciones y desarrollos clave en la tecnología de exploración espacial. Obviamente, el lanzamiento de tal misión tendría que suceder más temprano que tarde, dada la rápida velocidad de viaje del asteroide. Pero cualquier misión que se lance dentro de unos años no podrá aprovechar desarrollos técnicos posteriores.
Como el famoso escritor Paul Glister, uno de los fundadores de la Fundación Tau Zero y creador de Centauri Dreams, señaló en su sitio web:
"El desafío es formidable: 1I /’ Oumuamua tiene un exceso de velocidad hiperbólica de 26 km / s, lo que se traduce en una velocidad de 5.5 UA / año. Estará más allá de la órbita de Saturno dentro de dos años. Esto es mucho más rápido que cualquier objeto que la humanidad haya lanzado al espacio ”.
Como tal, cualquier misión montada en 1I / `Oumuamua implicaría tres compensaciones notables. Estos incluyen la compensación entre el tiempo de viaje y el delta V (es decir, la velocidad de la nave espacial), la compensación entre la fecha de lanzamiento y el tiempo de viaje, y la compensación entre la fecha de lanzamiento / tiempo de viaje y la energía característica. La energía característica (C3) se refiere al cuadrado del exceso de velocidad hiperbólica, o la velocidad en el infinito con respecto al Sol.
Por último, pero no menos importante, es la compensación entre el exceso de velocidad de la nave espacial en el lanzamiento y su exceso de velocidad en relación con el asteroide durante el encuentro. El exceso de velocidad es preferible en el lanzamiento, ya que dará como resultado tiempos de viaje más cortos. Pero un exceso de velocidad alta durante el encuentro significaría que la nave espacial tendría menos tiempo para realizar mediciones y recopilar datos sobre el asteroide.
Con todo lo que se tiene en cuenta, el equipo considera varias posibilidades para crear una nave espacial que dependería de un sistema de propulsión impulsiva (es decir, uno con empuje de duración suficientemente corta). Además, suponen que esta misión no involucraría ningún sobrevuelo planetario o solar, y volaría directamente a 1I / `Oumuamua. A partir de esto, se establecen algunos parámetros básicos que luego establecen.
"Para resumir, la dificultad de alcanzar 1I /‘ Oumuamua es una función de cuándo lanzar, el exceso de velocidad hiperbólica y la duración de la misión ", indican. “Los futuros diseñadores de misiones necesitarían encontrar compensaciones apropiadas entre estos parámetros. Para una fecha de lanzamiento realista en 5 a 10 años, el exceso de velocidad hiperbólica es del orden de 33 hasta 76 km / s con un encuentro a una distancia mucho más allá de Plutón (50-200AU) ".
Por último, pero no menos importante, los autores consideran varias arquitecturas de misión que se están desarrollando actualmente. Estos incluyen aquellos que priorizarían la urgencia (es decir, el lanzamiento dentro de unos años), como el Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS) de la NASA, que afirman que simplificaría el diseño de la misión. Otro es el Big Falcon Rocket (BFR) de SpaceX, que según ellos podría permitir una misión directa para 2025 gracias a su técnica de reabastecimiento en el espacio.
Sin embargo, este tipo de misiones también requerirían un sobrevuelo de Júpiter para proporcionar una asistencia por gravedad. Al buscar técnicas más a largo plazo, que enfatizarían tecnologías más avanzadas, también consideran la tecnología solar impulsada por velas. Esto se ejemplifica con el concepto Starshot de Breakthrough Initiatives, que proporcionaría flexibilidad en la misión y la capacidad de reaccionar rápidamente ante futuros eventos inesperados.
Si bien este enfoque implicaría esperar, la posibilidad de futuros encuentros con un asteroide interestelar, permitiría una respuesta rápida y una misión que podría eliminar las asistencias por gravedad. También podría permitir un concepto de misión particularmente atractivo, que es enviar pequeños enjambres de sondas para encontrarse con el asteroide. Si bien esto implicaría una inversión significativa, el valor de la infraestructura justificaría el gasto, afirman.
Al final, el equipo determinó que se necesita más investigación y desarrollo, lo que confirma la importancia del Proyecto Lyra. Como concluyeron:
“[Una] misión al objeto estirará el límite de lo que hoy es tecnológicamente posible. Una misión que use un sistema de propulsión química convencional sería factible usando un sobrevuelo de Júpiter a la gravedad, para ayudar a un encuentro cercano con el Sol. Dados los materiales adecuados, se podría utilizar la tecnología de vela solar o velas láser ... El trabajo futuro dentro del Proyecto Lyra se centrará en analizar los diferentes conceptos de misión y opciones de tecnología con más detalle y en seleccionar de 2 a 3 conceptos prometedores para un mayor desarrollo ".
Es un axioma antiguo que los desafíos desalentadores son esenciales para la innovación y el cambio. A este respecto, la aparición de 'Oumuamua en nuestro Sistema Solar ha estimulado el interés en explorar asteroides interestelares. Y aunque la oportunidad de explorar este asteroide puede no ser posible en los próximos años, la llegada de futuros intrusos rocosos en nuestro Sistema podría ser accesible.
