Proyecto Lyra

Estudio de misiones a objetos interestelares

El Proyecto Lyra es un estudio de viabilidad de una misión a objetos interestelares como 'Oumuamua y 2I/Borisov , iniciado el 30 de octubre de 2017 por la Iniciativa para Estudios Interestelares (i4is). [1] [2] [3] [4] En enero de 2022, los investigadores propusieron que una nave espacial lanzada desde la Tierra podría alcanzar a 'Oumuamua en 26 años para realizar estudios más detallados. [5] [6]

Descripción general

Las opciones sugeridas inicialmente por i4is (que ahora han sido reemplazadas) para enviar una nave espacial a 'Oumuamua en un plazo de 5 a 10 años se basaban en un lanzamiento en 2021, y requerían viajar primero a Júpiter para realizar un sobrevuelo , seguido de un sobrevuelo solar cercano a 3 a 10 radios solares, para aprovechar el efecto Oberth . Investigaciones posteriores revelaron otras posibilidades de lanzamiento, en particular en 2030 o 2033, utilizando el mismo escenario (excepto que el lanzamiento de 2030 tiene una maniobra de apalancamiento Vinfinity adicional), pero con una duración total de vuelo de 22 años. Por lo tanto, todavía hay oportunidades futuras para una misión a 'Oumuamua.

Además, i4is también exploró opciones de trayectorias alternativas , todas las cuales utilizaron el Oberth de Júpiter, mucho menos desafiante técnicamente, en lugar del Oberth solar que se había asumido anteriormente. Los años de lanzamiento para estas trayectorias oscilan entre 2026 y 2033, dependiendo de la combinación elegida de asistencias gravitacionales que conduzcan al encuentro con Júpiter.

Como alternativa, se proponen opciones más avanzadas como una vela solar , una vela láser o propulsión nuclear . [7] [8]

Oberth solar

Al principio se pensó que Oumuamua viajaba demasiado rápido para que cualquier nave espacial existente pudiera alcanzarlo. [9] [10]

La Iniciativa para Estudios Interestelares (i4is) lanzó el Proyecto Lyra para evaluar la viabilidad de una misión a 'Oumuamua. [4] Se sugirieron varias opciones para enviar una nave espacial a 'Oumuamua en un plazo de entre 5 y 25 años. [11] [12]

El desafío que destaca i4is es llegar al asteroide en un tiempo razonable (y, por lo tanto, a una distancia razonable de la Tierra) y, al mismo tiempo, poder obtener información científica útil. Para ello, sería "muy deseable" desacelerar la nave espacial en 'Oumuamua, debido al mínimo retorno científico de un encuentro a hipervelocidad. [7] Si la nave de investigación va demasiado rápido, no podría entrar en órbita ni aterrizar en el asteroide, y pasaría volando por encima de él. Los autores concluyen que, aunque es un desafío, una misión de encuentro sería factible utilizando tecnología de corto plazo. [7] [4] Seligman y Laughlin [13] adoptan un enfoque complementario al estudio de Lyra, pero también concluyen que tales misiones, aunque son difíciles de montar, son factibles y científicamente atractivas.

Una opción sugerida por i4is es utilizar primero un sobrevuelo de Júpiter, seguido de un sobrevuelo solar cercano a 3 radios solares (2,1 × 10 6  km; 1,3 × 10 6  mi), para aprovechar el efecto Oberth . [7] Propuestas posteriores han relajado la distancia hasta 10 radios solares (7,0 × 10 6  km; 4,3 × 10 6  mi). [14]^^^^

Las investigaciones iniciales realizadas por i4is indicaron que una nave espacial con una masa de decenas de kilogramos, utilizando un escudo térmico como el de la sonda solar Parker , encima de un lanzador de clase Falcon Heavy , con una trayectoria que incluyera un sobrevuelo motorizado de Júpiter y una maniobra Solar Oberth, era capaz de llegar a 'Oumuamua, si se hubiera lanzado en 2021. [7]

Sin embargo, investigaciones posteriores revelaron que serán posibles más misiones a 'Oumuamua, utilizando un Oberth solar a 6 radios solares (4,2 × 10 6  km; 2,6 × 10 6  mi), [12] la más próxima en 2030/2033, la elección del año depende de si la trayectoria explota una maniobra de palanca de 3 años o no. Estas implican duraciones de vuelo de más de 20 años que, aunque se reconoce que son prolongadas, deben ubicarse en el contexto de las sondas Voyager , que se lanzaron hace más de 45 años y todavía están operativas en cierta medida en la actualidad.^^

Júpiter Oberth

Investigaciones posteriores realizadas por el equipo del Proyecto Lyra de i4is revelaron que existen misiones viables a 'Oumuamua en el futuro, con lanzamiento, por ejemplo, en 2028, y que no requieren necesariamente un Oberth solar, sino que explotan un sobrevuelo motorizado de Júpiter, conocido alternativamente como Oberth de Júpiter. [15] [16]

Otras opciones

También se han considerado opciones más avanzadas, como la propulsión solar, la propulsión eléctrica por láser , la propulsión por vela láser basada en la tecnología Breakthrough Starshot y la propulsión nuclear. [7] [8]

Referencias

  1. ^ Ackerman, Evan (29 de noviembre de 2017). "Cómo podríamos explorar ese asteroide interestelar". IEEE Spectrum .
  2. ^ "El cohete gigante planeado por SpaceX podría perseguir un asteroide interestelar". Scientific American . 29 de noviembre de 2017.
  3. ^ Williams, Matt (24 de noviembre de 2017). "Proyecto Lyra, una misión para perseguir ese asteroide interestelar". Universe Today .
  4. ^ abc "Proyecto Lyra: una misión a 'Oumuamua". I4IS . Iniciativa para estudios interestelares.
  5. ^ Williams, Matt (20 de enero de 2022). "Si se lanza en 2028, una nave espacial podría alcanzar a Oumuamua en 26 años". Universe Today . Consultado el 27 de enero de 2022 .
  6. ^ Hibberd, Adán; et al. (11 de enero de 2022). "Proyecto Lyra: una misión a 1I/'Oumuamua sin maniobra de Solar Oberth". Acta Astronáutica . 199 : 161–165. arXiv : 2201.04240 . Código Bib : 2022AcAau.199..161H. doi :10.1016/j.actaastro.2022.07.032. S2CID  245877397.
  7. ^ abcdef Hein, AM; Perakis, N.; Long, KF; Crowl, A.; Eubanks, M.; Kennedy, RG III; Osborne, R. (2017). "Proyecto Lyra: Envío de una nave espacial a 1I/ʻOumuamua (antiguo A/2017 U1), el asteroide interestelar". arXiv : 1711.03155 [physics.space-ph].
  8. ^ ab Hibberd, Adán; Hein, Andreas M (2021). "Proyecto Lyra: Captura de 1I/'Oumuamua mediante cohetes térmicos nucleares". Acta Astronáutica . 179 : 594–603. arXiv : 2008.05435 . Código Bib : 2021AcAau.179..594H. doi :10.1016/j.actaastro.2020.11.038. S2CID  221104007.
  9. ^ Clarke, Stephen (22 de noviembre de 2017). «Un intruso interestelar está atravesando nuestro sistema solar». Astronomy Now . Consultado el 24 de noviembre de 2017 .
  10. ^ Berger, Eric (22 de noviembre de 2017). "Persiguiendo a 'Oumuamua: desafortunadamente la tecnología humana no está a la altura de la tarea". Ars Technica . Consultado el 23 de noviembre de 2017 . La propulsión química no resuelve el problema en este escenario.
  11. ^ Hein, Andreas M.; Perakis, Nikolaos; Eubanks, T.Marshall; Hibberd, Adán; Grita, Adán; Hayward, Kieran; Kennedy III, Robert G.; Osborne, Richard (7 de enero de 2019). "Proyecto Lyra: Envío de una nave espacial a 1I/'Oumuamua (ex A/2017 U1), el asteroide interestelar". Acta Astronáutica . 161 : 552–561. arXiv : 1711.03155 . Código Bib : 2019AcAau.161..552H. doi :10.1016/j.actaastro.2018.12.042. S2CID  119474144.
  12. ^ ab Hibberd, Adán; Hein, Andreas M.; Eubanks, T. Marshall (2020). "Proyecto Lyra: Catching 1I/'Oumuamua - Oportunidades de misión después de 2024". Acta Astronáutica . 170 : 136-144. arXiv : 1902.04935 . Código Bib : 2020AcAau.170..136H. doi :10.1016/j.actaastro.2020.01.018. S2CID  119078436.
  13. ^ Seligman, Darryl; Laughlin, Gregory (12 de abril de 2018). "La viabilidad y los beneficios de la exploración in situ de objetos similares a 'Oumuamua". The Astronomical Journal . 155 (5): 217. arXiv : 1803.07022 . Bibcode :2018AJ....155..217S. doi : 10.3847/1538-3881/aabd37 . S2CID  73656586.
  14. ^ Hibberd, Adán; Hein, Andreas M; Eubanks, T Marshall (2020). "Proyecto Lyra: Capturando 1I/'Oumuamua - Oportunidades de misión después de 2024". Acta Astronáutica . 170 : 136-144. arXiv : 1902.04935 . Código Bib : 2020AcAau.170..136H. doi :10.1016/j.actaastro.2020.01.018. S2CID  119078436.
  15. ^ Hibberd, Adán; Hein, Andreas M; Eubanks, T Marshall; Kennedy III, Robert G. (2022). "Proyecto Lyra: una misión a 1I/'Oumuamua sin maniobra de Solar Oberth". Acta Astronáutica . 199 : 161–165. arXiv : 2201.04240v1 . Código Bib : 2022AcAau.199..161H. doi :10.1016/j.actaastro.2022.07.032. S2CID  245877397.
  16. ^ Davies, John I (2022). "Proyecto Lyra: Una misión a 1I/'Oumuamua sin la maniobra solar Oberth" (PDF) . Principium . 199 (36). Iniciativa para Estudios Interestelares: 46. arXiv : 2201.04240 . Código Bibliográfico :2022AcAau.199..161H. doi :10.1016/j.actaastro.2022.07.032. S2CID  245877397 . Consultado el 8 de mayo de 2023 .
  • Iniciativa para estudios interestelares
  • Animación 2D del Proyecto Lyra con Maniobra Solar Oberth
  • Instituto de Estudios Interestelares (EE.UU.)
  • Principium – Publicación trimestral de i4is
  • Oumuamua: ¿Una segunda oportunidad? Una memoria personal
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