В октябре 2017 года межзвездный объект Оумуамуа прошел через нашу Солнечную систему, оставив после себя много вопросов. Мало того, что это был первый объект такого рода, который когда-либо наблюдался, но ограниченные данные, полученные астрономами, когда он вылетел из нашей Солнечной системы, заставили их всех почесать затылки. Даже сегодня, спустя почти пять лет после того, как этот межзвездный гость пролетел мимо, ученые все еще не уверены в его истинной природе и происхождении. В конце концов, единственный способ получить реальные ответы от Оумуамуа — это догнать его.
Интересно, что есть много предложений по миссиям, которые могли бы сделать именно это. Рассмотрим Project Lyra, предложение Института межзвездных исследований (i4is), которое будет опираться на передовые технологии двигателей для встречи с межзвездными объектами (ISO) и их изучения. Согласно их последнему исследованию, если их концепция миссии будет запущена в 2028 году и будет выполнять сложный маневр Юпитера-Оберта (JOM), она сможет догнать Оумуамуа через 26 лет.
30 октября 2017 года, менее чем через две недели после обнаружения Оумуамуа, Инициатива межзвездных исследований (i4is) запустила проект Лира. Цель этого концептуального исследования заключалась в том, чтобы определить, возможна ли миссия на встречу с Оумуамуа с использованием современных или ближайших технологий. С тех пор команда i4is провела исследования, в которых рассматривалась возможность догнать ИСО с использованием ядерно-тепловых двигателей (NTP) и лазерного парусного корабля, аналогичного Breakthrough Starshot — концепции межзвездной миссии для достижения Альфы Центавра за 20 лет.
Большинство ранее предложенных методов достижения Оумуамуа с использованием краткосрочных технологий требуют маневра Солнечного Оберта (SOM). Прекрасным примером является "Sundiver", предложенный исследователем Корином Бэйлер-Джонсом из Института астрономии Макса Планка (MPIA). Как он описал Universe Today, эта концепция основана на радиационном давлении Солнца для получения очень высокой скорости с помощью легкого паруса.
В основе SOM и других маневров Оберта лежит метод, известный как Gravity Assist, который использовался для исследования Солнечной системы с начала 1970-х годов. Этот метод предполагает использование гравитационной силы трех тел, включая космический корабль, второе тело, обеспечивающее "помощь" (обычно это большая планета), и центральное тело, вокруг которого контролируется траектория космического корабля. Идея не плоха, но в ней есть один большой изъян именуемый Юпитер. Планета может перекрыть доступ колнечного света в критический момент.
В поисках альтернатив инженеры решили использовать проверенный временем маршрут, который включал бы мощное гравитационное притяжение Юпитера. Частично их мотивацией для этого были неотъемлемые проблемы, связанные с маневром с помощью солнечной гравитации. Хотя на бумаге этот маневр выглядит великолепно, он никогда раньше не выполнялся и поэтому имеет низкий уровень технологической готовности (TRL).
Более того, существует вопрос о том, сколько тепла будет иметь место, когда космический корабль достигнет перигелия — между 3 и 10 радиусами Солнца. Эти вопросы были рассмотрены в недавнем концептуальном исследовании НАСА по солнечной и космической физике. Как убедительно демонстрирует солнечный зонд Parker, для того, чтобы приблизиться к Солнцу, требуется теплозащитный экран, способный выдержать экстремальную жару и радиацию. В случае с Паркером этот щит имеет диаметр около 2,44 метра и весит почти 72,5 кг. Хотя размер и масса теплозащитного экрана для Лиры не будут идентичными, можно справедливо поспорить, что солнечный теплозащитный экран приведет к увеличению массы светового паруса.
В качестве альтернативы команда Лиры рекомендовала Маневр Юпитера-Оберта (JOM), который будет запускаться с Земли, вращаться вокруг Венеры и Земли, выполнять Маневр в глубоком космосе (DSM), снова пролетать мимо Земли, а затем получать помощь гравитации Юпитера в виде гравитационного притяжения.
Такой маневр не потребовал бы тяжелого теплозащитного экрана. Также не потребовалось бы дополнительного расстояния от Юпитера до Солнечной Оберты, составляющего около 5,2 астрономических единиц и дальнейшего путешествия вокруг Юпитера.
Еще одним преимуществом, которое определили инженеры, была скорость прибытия космического корабля, которая была бы намного ниже, чем у корабля, использующего SOM: 18 км/с против 30 км/с. Это даст космическому кораблю больше времени для анализа "Оумуамуа" во время захода на посадку и отлета. Основываясь на окне запуска в 2028 году, они определили, что космический корабль проекта Лира сможет догнать Оумуамуа к 2054 году.
Учитывая, что Оумуамуа является ближайшим к нам куском межзвездного материала, научная отдача от миссии была бы неизмеримой. Из-за относительно низкой стоимости миссии по сближению человечество может получить первое представление о том, что происходит в других звездных системах к середине века. Более того, это был бы шанс, наконец, решить многие вопросы, поднятые Оумуамуа, когда он совершил свой исторический облет Земли много лет назад!
Был ли это азотный айсберг? Это были инопланетяне? Было ли это что-то совсем другое? Если мы правильно разыграем наши карты, мы будем знать ответы на все эти вопросы всего через 30 лет!
