Kunne vi opsnappe den interstellare komet C/2019 Q4 Borisov?

Da 'Oumuamua passerede vores solsystem for to år siden, det satte gang i en byge af begejstring i det astronomiske samfund. Her var det første interstellare objekt nogensinde, som blev observeret af menneskelige sporere, og mysterierne omkring dens sande natur og sammensætning førte til nogle ret interessante teorier. Der var endda nogle forslag til en hurtig mission, der ville være i stand til at mødes med den.

Og nu hvor et andet interstellart objekt - C/2019 Q4 (Borisov) - er blevet detekteret på vej gennem solsystemet, lignende forslag fremsættes. En af dem kommer fra en gruppe videnskabsmænd fra Initiative for Interstellar Studies (i4is) i Storbritannien. I en nylig undersøgelse, de vurderer den tekniske gennemførlighed af at sende en mission til denne interstellare komet ved hjælp af eksisterende teknologi, og fandt ud af, at der var et par muligheder.

På mange måder, C/2019 Q4 (Borisov) repræsenterer en mulighed for at udføre den slags forskning, der ikke var mulig med 'Oumuamua. Da det mystiske objekt først blev observeret, den havde allerede passeret nærmest solen, forbi Jorden, og var på vej ud af solsystemet. Alligevel, hvad vi var i stand til at lære om 'Oumuamua, førte til den konklusion, at det var en helt ny klasse af himmellegemer.

Ud over dem, der vovede, at det enten var en komet eller en asteroide, der var også dem, der teoretiserede, at 'Oumuamua kunne være et fragment fra en komet, der eksploderede, når den passerede tæt på vores sol, eller endda et udenjordisk solsejl. Et andet interessant fund var det faktum, at lignende objekter sandsynligvis passerer gennem vores solsystem på regelmæssig basis (hvoraf mange bliver).

Af disse grunde, en mission til at studere sådanne objekter tæt på er ønskelig. Som Dr. Andreas M. Hein - den administrerende direktør for i4is' bestyrelse, formanden for dets tekniske forskningsudvalg, og en af ​​medforfatterne til den nylige undersøgelse, fortalte Universe Today via e-mail:

"At undersøge interstellare objekter fra en tæt afstand ville give os unikke data om andre stjernesystemer uden faktisk at flyve til dem. De kan give unikke indsigter i udviklingen og sammensætningen af ​​andre stjernesystemer og exoplaneter i dem. Interstellare objekter er seje, som det er lidt som:Hvis du ikke kan gå til bjerget, lad bjerget komme til dig. Det vil sandsynligvis tage mange årtier, før vi kan sende et rumfartøj til en anden stjerne. Derfor, interstellare objekter kan være en mellemløsning til at finde ud af mere om andre stjerner og deres planeter."

Hvad mere er, han påstår, disse objekter har sandsynligvis rejst mellem stjernesystemer i hundredtusinder (eller endda millioner) af år. Som resultat, de har uden tvivl samlet materiale op undervejs eller bærer præg af møder med andre genstande eller kræfter. Kort sagt, deres sammensætning og overfladetræk kan fortælle os meget om, hvad der er derude i det interstellare medium.

Det er ikke første gang, at i4is har foreslået at sende et rumfartøj til at mødes med et interstellart objekt. I 2017 Dr. Hein og flere kolleger fra i4is (som også var medforfatter til denne undersøgelse) producerede et papir med titlen "Project Lyra:Sending a Spacecraft to 1I/'Oumuamua (tidligere A/2017 U1), den interstellare asteroide, " som blev udført med hjælp fra asteroide-prospekteringsfirmaet Asteroid Initiatives LLC.

Projektet blev kaldt på grund af 'Oumuamuas oprindelse, som astronomer konkluderede kom fra den generelle retning Vega - den klareste stjerne i det nordlige stjernebillede Lyra. Efter at have taget hensyn til den hastighed, hvormed 'Oumuamua forlod solsystemet på det tidspunkt — 26 km/s (93, 600 km/t; 58, 160 mph) - de fastslog, at ethvert forslag ville være en afvejning mellem tre faktorer.

Disse omfattede, hvornår en mission kunne starte, den hastighed, den kunne opnå, og den tid det ville tage at mødes med objektet. Under omstændighederne, de mente, at den bedste mulighed var at vente på fremtidige teknologiske gennembrud – såsom dem, der forfølges af Breakthrough Starshot (et koncept for et laserdrevet interstellart solsejl).

Disse konklusioner har vist sig meget anvendelige, takket være detekteringen af ​​et andet interstellart objekt, der passerer gennem vores solsystem på lige så mange år. I deres seneste undersøgelse, forskerholdet brugte igen Optimum Interplanetary Trajectory Software (OITS), som blev udviklet af teammedlem Adam Hibberd, at vurdere alle tilgængelige muligheder for at sende et rumfartøj til at mødes med et interstellart objekt.

Disse omfattede den optimale løfteraket (som NASA's Space Launch System (SLS) eller SpaceX's Falcon Heavy) den optimale bane for missionen, og den bedste type rumfartøj. Til sidst, de fastslog, at menneskeheden har evnen til at mødes med et interstellart objekt ved hjælp af eksisterende teknologi, og kom med en missionsarkitektur, der kunne få det til at ske.

Denne mission ville stole på et tungt affyringsfartøj og kunne skiftevis anvende et to-tons (1,8 ton) eller et 3 kg (6,6 lbs) CubeSat-rumfartøj. Afhængigt af hvornår den blev lanceret, og hvad dens foretrukne bane ville være, det kan også være nødvendigt at udføre en Jupiter forbiflyvning og Solar Oberth manøvre for at indhente C/2019 Q4 (Borisov). Som Dr. Hein forklarede:

"Vores resultater viser, at for begge, 'Oumuamua og C/2019 Q4 (Borisov), vi har allerede teknologien til at besøge disse objekter. Med hensyn til 'Oumuamua, vi kan opsende et rumfartøj mod det selv efter år 2030. Der er masser af tid til at udvikle sådan et rumfartøj. Sagen til C/2019 Q4 (Borisov) er lidt mere tricky, da det er hurtigere end 'Oumuamua. Men selv for dette objekt, vi kunne have sendt et to-tons rumfartøj til det med en Falcon Heavy, hvis vi ville have opsendt det i 2018."

"Senere missioner er også mulige, men kræver en større launcher. Fremtidige teleskoper vil være i stand til at opdage sådanne objekter meget tidligere og med passende forberedelse, vi kan sende et rumfartøj på en mødemission. Så vi har teknologien til at gøre dette, og med opdagelsen af ​​C/2019 Q4 (Borisov), vi ved også, at vi nok har masser af muligheder for at flyve til sådan et objekt.«

Endnu engang, tilstedeværelsen af ​​et interstellart objekt i vores solsystem er en vigtig kilde til spænding. Ud over alle muligheder for at lære af dem, C/2019 Q4 og 'Oumuamua bekræfter, at objekter fra fjerne stjerner passerer gennem vores system temmelig regelmæssigt; de viser også, at vi er på et punkt, hvor vi kan opdage, spore og studere dem.

Men det er især spændende at vide, at i fremtiden, vi vil være i stand til at studere dem tæt på. Faktisk, ESA arbejder i øjeblikket på en mission, der meget vel kunne være den, der skal mødes med et fremtidigt interstellart objekt. Det er kendt som Comet Interceptor, et "hurtigklasse" koncept bestående af tre rumfartøjer, der vil vente i rummet, indtil en uberørt komet dukker op, og hurtigt indhente det.

"Vi forestiller os to typer forskning, " sagde Dr. Hein. "For det første, fjernmåling, for eksempel, med et teleskop til at tage billeder. Sekund, vi kan analysere materiale fra objektet direkte ved at skyde et slaglegeme ind i det og fange nogle af partiklerne fra støvfanen, der genereres med hovedrumfartøjet. Dette ville give en unik indsigt i objektets sammensætning."

Hvad denne forskning kunne afsløre, Dr. Hein har også nogle tanker om det:"Jeg kan kun spekulere, men vi kan se beviser på, at organiske molekyler, byggestenene til livet, faktisk rejser mellem stjernesystemer, og hvem ved? Måske kan livet i sig selv faktisk spredes mellem stjerner i vores galakse."