Introducción: En el año 2017, un extraño cuerpo celeste vino de fuera del sistema solar. Es diferente a los cuerpos celestes anteriores. Este extraño cuerpo celeste tiene una forma alargada y una órbita muy extraña. En la actualidad, está saliendo del sistema solar. Algunos científicos incluso creen que se trata de una sonda alienígena para detectar las condiciones de nuestro sistema solar. ¿Es ‘Oumuamua una nave extraterrestre o un asteroide ordinario? Envía una nave espacial humana para verlo. .
En octubre de 2017, el objeto interestelar Oumuamua pasó por nuestro sistema solar y dejó muchas preguntas. No solo fue el primer objeto de este tipo jamás observado, sino que los datos limitados disponibles para los astrónomos cuando salió disparado del sistema solar los dejó rascándose la cabeza.
Incluso hoy, casi cinco años después de que el visitante interestelar pasara volando, los científicos aún no pueden determinar su verdadera naturaleza y origen. Al final, la única forma de obtener respuestas reales de ‘Oumuamua es ponerse al día.
Curiosamente, ahora hay muchas sugerencias de tareas para hacer esto. El Proyecto Lyra es una propuesta de la Iniciativa para Estudios Interestelares (i4is), que se basará en tecnología avanzada de propulsores para fusionarse con Objetos Interestelares (ISO) para estudiarlo.
Según su última investigación, si su concepto de misión lanza y ejecuta la compleja maniobra Júpiter Oberth (JOM) en 2028, podrá alcanzar a ‘Oumuamua dentro de 26 años.
El 30 de octubre de 2017, menos de dos semanas después de que se detectara ‘Oumuamua, i4is lanzó el Proyecto Lyra. El propósito de este estudio conceptual fue determinar si la misión de reunirse con ‘Oumuamua utilizando la tecnología actual oa corto plazo es factible. Desde entonces, la investigación realizada por el equipo de i4is los ha llevado a considerar el uso de propulsores térmicos nucleares (NTP) y veleros láser para ponerse al día con ISO, similar a una “estrella emergente”, una cada 20 años.
Se entiende que la mayoría de los métodos propuestos anteriormente para llegar a ‘Oumuamua utilizando tecnologías a corto plazo han requerido el uso de la maniobra Solar Oberth (SOM). Un ejemplo perfecto es Sundiver, propuesto por Coryn Bailer-Jones, investigadora del Instituto Max Planck de Astronomía. El concepto se basa en la presión de radiación del sol para lograr una velocidad muy alta, con velas ligeras.
En el corazón de SOM y otras maniobras de Oberth se encuentra 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 consiste en aprovechar la atracción gravitatoria de tres objetos, incluida la nave espacial, un segundo objeto (generalmente un planeta grande) que brinda “asistencia” y un objeto central que controla la trayectoria de la nave espacial.
El investigador de I4is, Adam Hibberd, es el primer autor del artículo sobre este último estudio de Lyra. Antes de unirse a i4is, Hibberd era un ingeniero aeroespacial que desarrollaba el software de trayectorias interplanetarias óptimas (OITS).
Cuando se detectó a ‘Oumuamua, decidió utilizar OITS, con esta ISO como destino previsto. Pronto se unió a ellos y a sus esfuerzos de investigación después de enterarse de los planes de Lyra.
Hibberd explicó a Universe Today por correo electrónico que el SOM se basa en tres cambios discretos en la velocidad, también conocidos como pulsos, para salir del sistema solar. Éstas incluyen:
En la Tierra, aumentar la distancia máxima de la nave espacial al sol (afelio);
En el afelio, disminuya la velocidad y acérquese al sol;
En su punto más cercano al sol (perihelio), la nave espacial recibe un impulso adicional a medida que viaja a máxima velocidad.
Sin embargo, esta configuración teórica no tiene en cuenta a Júpiter. Para encontrar una alternativa a SOM, Hibbert y sus colegas consideraron usar una ruta probada en el tiempo que incorporaría la poderosa gravedad de Júpiter. Parte de su motivación para hacer esto son los desafíos inherentes de las maniobras asistidas por gravedad solar. Si bien esta maniobra se ve bien en el papel, nunca se ha realizado antes, lo que resulta en una calificación de nivel de preparación técnica (TRL) más baja.
Más importante aún, está la cuestión de cuánto calentamiento se produce cuando la nave espacial alcanza el perihelio en el tercer paso. Estas preguntas fueron abordadas en un estudio reciente de la NASA sobre el concepto de física solar y espacial titulado Sonda interestelar: el viaje de la humanidad al espacio interestelar.
A diferencia de las misiones anteriores, donde los escudos debían diseñarse para una distancia determinada del sol, el desafío para las sondas interestelares era ver una nave espacial acercarse al sol de manera realista. A medida que disminuye la distancia al sol, el ángulo de umbra aumenta y el tamaño del escudo en relación con la nave espacial también aumenta considerablemente.
Como es poco probable que el trabajo de diseño conceptual incluya todas las restricciones de diseño, fabricación y prueba de materiales de un diseño completo, las recomendaciones finales para las distancias solares permitidas se basan en diseños que parecen variar de muy difíciles a imposibles.
Como Parker Solar Probe demuestra ampliamente, acercarse al sol requiere un escudo térmico que pueda manejar el calor y la radiación extremos. En el caso de Parker, el escudo mide unos 2,44 metros de diámetro y pesa unos 72,5 kilogramos. Si bien el escudo térmico de Lyra no será exactamente del mismo tamaño y masa, es seguro decir que el escudo térmico solar le dará a la vela ligera una tonelada de masa adicional.
Como alternativa, Hibberd y su equipo proponen la Maniobra de Júpiter-Obers (JOM), que se lanzaría desde la Tierra, luego giraría alrededor de Venus y la Tierra y realizaría una maniobra en el espacio profundo para alejarse de la Tierra nuevamente, luego aprovecharía la fuerza gravitacional de Júpiter. Tire de la asistencia de gravedad.
Otra ventaja que identificaron Hibberd y su equipo es la velocidad de llegada de la nave espacial, que será mucho más lenta que una nave espacial que depende de SOM: 18 km/s frente a 30 km/s. Esto le dará a la nave espacial más tiempo para analizar ‘Oumuamua a medida que se acerca y se aleja. Según una ventana de lanzamiento de 2028, determinaron que la nave espacial planificada de Lyra podrá alcanzar a ‘Oumuamua para 2054.
Dado que ‘Oumuamua es lo más cercano que podemos llegar a la materia interestelar, las recompensas científicas de una misión de encuentro serán inconmensurables. Con el costo relativamente bajo de las misiones de encuentro, la humanidad podría obtener su primer vistazo de lo que sucede en otros sistemas estelares a mediados de siglo. Más importante aún, será una oportunidad para finalmente abordar muchas de las preguntas que ‘Oumuamua planteó durante su histórico sobrevuelo de la Tierra hace muchos años.
Entonces, ¿sería un iceberg de nitrógeno? ¿Son extraterrestres? ¿O es otra cosa? Si acertamos con las cartas, probablemente sabremos la respuesta a mediados de este siglo.
