Der erste interstellare Asteroid, der im Oktober von Astronomen entdeckt wurde, kann laut einer Gruppe von Wissenschaftlern, die am Lyra-Projekt teilnehmen, von einem Schwarm von Hunderten kleiner Sonden mit Sonnensegeln erfasst werden, die von leistungsstarken Lasern auf der Erde beschleunigt werden. Der Forschungsvorabdruck wird auf dem Portal arXiv.org veröffentlicht.
Der interstellare Asteroid 1I / 'Oumuamua wurde am 18. Oktober 2017 mit den Pan-STARRS-Teleskopen in Hawaii entdeckt. Ursprünglich wurde es als interstellarer Komet betrachtet, der die Bezeichnung C / 2017 U1 (PANSTARRS) erhielt. Weitere Beobachtungen mit dem VLT-Teleskop am Europäischen Südobservatorium zeigten jedoch, dass das Objekt keine Anzeichen von Koma aufweist und vielmehr ein Asteroid ist. Danach wurde der "Kometen" -Index "C" im Namen in Asteroid "A" geändert, und dann erhielt das Objekt den offiziellen Namen Oumuamua ('Oumuamua), was aus dem Hawaiianischen übersetzt "Pfadfinder" oder "Gesandter aus der Ferne" bedeuten kann. Die Analyse der Daten ergab, dass der Asteroid eine Geschwindigkeit von ungefähr 26 Kilometern pro Sekunde relativ zur Sonne hat, von einem Punkt nahe der Sonnenspitze im Sternbild Lyra zu uns gelangt, sich entlang einer offenen hyperbolischen Flugbahn bewegt und bald das Sonnensystem verlassen wird. Andere Beobachtungen zeigten, dass der Asteroid länglich und etwa 230 Meter lang sein kann, seine Dichte das Sechsfache der von Wasser betragen kann und die Oberfläche einen rötlichen Farbton aufweist, der auf das Vorhandensein von Tholinen hinweisen kann.
Das Auftreten von extrasolaren Asteroiden in unserem Planetensystem ist sehr selten (nach Schätzungen der Astronomen ein Objekt pro Jahr), und die Wahrscheinlichkeit ihrer erfolgreichen Entdeckung ist sehr gering. Daher bietet die 1I / Oumuamua-Studie, insbesondere aus nächster Nähe, eine einzigartige Gelegenheit, mehr über die Zusammensetzung interstellarer Materie zu erfahren. Diese Aufgabe ist jedoch sehr schwierig, insbesondere aufgrund der hohen Geschwindigkeit des Asteroiden, die größer ist als die Geschwindigkeit eines Forschungsraumfahrzeugs, das derzeit in den Weltraum gestartet wird. Die Entwicklung eines Projekts für einen Apparat, der in der Lage ist, einen Asteroiden einzuholen, kann der Entwicklung von Weltraumtechnologien einen starken Impuls geben.
Die Autoren der Arbeit der britischen Organisation "Initiative for Interstellar Studies" und der Firma "Asteroid Initiatives" betrachten den Zeitraum von 2023 bis 2027 als das realistischste Datum für den Start des Apparats in den Weltraum, in diesem Fall den Wert der erforderlichen übermäßigen hyperbolischen Geschwindigkeit (die Geschwindigkeit, die der Körper beim Einzug hat unendlich) beträgt 33 bis 76 Kilometer pro Sekunde und die Flugdauer 5 bis 30 Jahre. Der Start von der Erde aus kann mit den entwickelten Raketensystemen SLS (Space Launch System) oder BFR (Big Falcon Rocket) durchgeführt werden. Um die erforderliche Geschwindigkeit zu erreichen und die Flugbahn zu korrigieren, muss das Gerät Oberts Manöver in der Nähe von Sonne und Jupiter ausführen. Es wird angenommen, dass die Sonde mehrere zusätzliche beschleunigende Festbrennstoffstufen (RTGs) aufweisen kann und mit einer mehrschichtigen Wärmeisolierung ausgestattet sein wird. Berechnungen zeigendass im Falle eines erfolgreichen Starts des Apparats im Jahr 2025 die Begegnung mit einem Asteroiden im Jahr 2039 oder 2051 in einer Entfernung von 85 oder 155 astronomischen Einheiten von der Erde stattfinden könnte.
Beziehung zwischen Startdatum und Missionsdauer. Der Farbcode gibt die Entfernung von der Erde zu dem Punkt an, an dem das Raumschiff auf den Asteroiden trifft. Andreas M. Hein et al./arXiv:1711.03155
Das vielversprechendste Projekt betrachtet das Forscherteam jedoch als "Schwarm" von Hunderten kleiner Sonden (ChipSats), die mit einem Sonnensegel ausgestattet sind. Bei einer Masse von weniger als einem Kilogramm würden die Sonden mit einem Laserstrahl mit einer Leistung von mehreren zehn Megawatt beschleunigt. In diesem Fall könnte der Start vier Jahre nach Arbeitsbeginn erfolgen und den Asteroiden in etwa zehn Jahren erreichen. Gleichzeitig ist es möglich, das Problem der Navigation zu lösen, nach einem Asteroiden zu suchen und den genauen Treffpunkt zu berechnen, da eine große Anzahl von Sonden einen großen Bereich abdecken kann. Andere Optionen sind magnetische oder elektrische Segel oder die Beschleunigung von Sonden in der Jupiter-Magnetosphäre aufgrund der Lorentz-Kraft. Es gibt eine andere Idee - nicht zu versuchen, 1I / 'Oumuamua einzuholen, sondern einen Apparat zu schaffen, der in der Lage ist, ein ähnliches schnell fliegendes Objekt zu erreichen.und warten Sie auf den nächsten interstellaren "Gast", um Flugzeit, Missionskomplexität und Kosten erheblich zu reduzieren.
Verschiedene Optionen für die berechneten Flugbahnen des Raumfahrzeugs, die zu einer Begegnung mit einem Asteroiden führen: a) Start des Raumfahrzeugs im Jahr 2017, Erreichen des Ziels im Jahr 2037, b) Start des Raumfahrzeugs im Jahr 2017, Erreichen des Ziels im Jahr 2018, c) Start des Raumfahrzeugs im Jahr 2025 Erreichen des Ziels im Jahr 2055. Andreas M. Hein et al./arXiv:1711.03155
Alexander Voytyuk
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