Le tout premier astéroïde interstellaire découvert par des astronomes en octobre peut être poursuivi par un essaim de centaines de petites sondes à voiles solaires, qui seront accélérées par de puissants lasers sur Terre, selon un groupe de scientifiques participant au projet Lyra. La pré-impression de la recherche est publiée sur le portail arXiv.org.
L'astéroïde interstellaire 1I / 'Oumuamua a été découvert le 18 octobre 2017 à l'aide des télescopes Pan-STARRS à Hawaï. Initialement, elle était considérée comme une comète interstellaire, qui a reçu la désignation C / 2017 U1 (PANSTARRS), mais d'autres observations avec le télescope VLT de l'Observatoire européen austral ont montré que l'objet ne présentait aucun signe de coma et était plutôt un astéroïde. Après cela, l'index «comète» «C» dans le nom a été changé en astéroïde «A», puis l'objet a reçu le nom officiel Oumuamua ('Oumuamua), qui traduit de hawaïen peut signifier «éclaireur» ou «envoyé de loin». L'analyse des données a montré que l'astéroïde a une vitesse d'environ 26 kilomètres par seconde par rapport au Soleil, arrivé à nous d'un point proche de l'apex solaire, dans la constellation Lyra, se déplace le long d'une trajectoire hyperbolique ouverte et quittera bientôt le système solaire. D'autres observations ont montré que l'astéroïde peut être allongé et long d'environ 230 mètres, sa densité peut être six fois supérieure à celle de l'eau et sa surface a une teinte rougeâtre, ce qui peut indiquer la présence de tholins.
L'apparition d'astéroïdes extrasolaires dans notre système planétaire est très rare (un objet par an selon les estimations des astronomes), et la probabilité de leur détection réussie est très faible, de sorte que l'étude 1I / 'Oumuamua, en particulier à courte distance, est une chance unique d'en savoir plus sur la composition de la matière interstellaire. Cependant, cette tâche est très difficile, notamment en raison de la vitesse élevée de l'astéroïde, qui est supérieure à la vitesse de tout engin spatial de recherche lancé dans l'espace à l'heure actuelle. Le développement de tout projet d'appareil capable de rattraper un astéroïde peut donner une puissante impulsion au développement des technologies spatiales.
Les auteurs des travaux de l'organisation britannique "Initiative for Interstellar Studies" et de la société "Asteroid Initiatives" considèrent que la période de 2023 à 2027 est la date la plus réaliste pour le lancement de l'appareil dans l'espace, en l'occurrence la valeur de l'excès de vitesse hyperbolique requis (la vitesse du corps lorsqu'il se déplace dans l'espace). infini) est de 33 à 76 kilomètres par seconde, et la durée du vol sera de 5 à 30 ans. Le lancement depuis la Terre peut être effectué à l'aide des systèmes de fusée développés SLS (Space Launch System) ou BFR (Big Falcon Rocket), afin de gagner la vitesse requise et de corriger la trajectoire, l'appareil devra effectuer les manœuvres d'Obert près du Soleil et de Jupiter. On suppose que la sonde peut avoir plusieurs étages à combustible solide accélérateur supplémentaires, RTG et sera équipée d'une isolation thermique multicouche. Les calculs montrentqu'en cas de lancement réussi de l'appareil en 2025, sa rencontre avec un astéroïde pourrait avoir lieu en 2039 ou 2051, à une distance de 85 ou 155 unités astronomiques de la Terre.
Relation entre la date de lancement et la durée de la mission. Le code couleur indique la distance entre la Terre et le point où le vaisseau spatial rencontrera l'astéroïde. Andreas M. Hein et al./arXiv:1711.03155
Cependant, projet le plus prometteur, l'équipe de recherche considère un «essaim» de centaines de petites sondes (ChipSats) équipées d'une voile solaire. Avec une masse inférieure à un kilogramme, les sondes seraient accélérées à l'aide d'un faisceau laser d'une puissance de plusieurs dizaines de mégawatts. Dans ce cas, le lancement pourrait être effectué quatre ans après le début des travaux et atteindre l'astéroïde dans une dizaine d'années. Dans le même temps, il est possible de résoudre le problème de la navigation, en recherchant un astéroïde et en calculant le lieu exact de sa rencontre, car un vaste éventail de sondes peut couvrir une grande surface. D'autres options sont les voiles magnétiques ou électriques ou l'accélération des sondes dans la magnétosphère de Jupiter due à la force de Lorentz. Il y a une autre idée - ne pas essayer de rattraper 1I / 'Oumuamua, mais créer un appareil capable d'atteindre un objet similaire volant rapidement,et attendez le prochain «invité» interstellaire pour réduire considérablement le temps de vol, la complexité de la mission et le coût.
Différentes options pour les trajectoires calculées de l'engin spatial menant à une rencontre avec l'astéroïde: a) lancement de l'engin spatial en 2017, atteignant l'objectif en 2037, b) lancement de l'engin spatial en 2017, atteignant l'objectif en 2018, c) lancement de l'engin spatial en 2025, atteindre l'objectif en 2055. Andreas M. Hein et al./arXiv:1711.03155
Alexandre Voytyuk
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