10月に、最初の星間小惑星の発表が興奮の渦を巻き起こしました。それ以来、天文学者は1I / 2017 U1（別名。オウムアムア）として知られる天体の追跡観測を行い、興味深い点をいくつか指摘しています。たとえば、その明るさの急激な変化から、小惑星は岩が多く金属的で、奇妙な形をしていると判断されています。
小惑星の軌道を観測した結果、2017年9月に太陽に最も接近して、現在は星間空間に戻っていることがわかりました。この肉体が持つ謎のために、それが傍受され探求されることを主張している人々がいます。そのようなグループの1つがProject Lyraです。このプロジェクトは最近、そのようなミッションがもたらすであろう課題と利点を詳述した調査を発表しました。
この研究は、最近「Project Lyra：Sending a Spacecraft to 1I / 'Oumuamua（former A / 2017 U1）、Interstellar Asteroid」というタイトルでオンラインで最近発表されました。星間宇宙旅行を近い将来に実現することに専念するボランティア組織。この研究は、小惑星の探査と商業利用を促進することに専念している小惑星探査会社であるAsteroid Initiatives LLCによってサポートされました。
要約すると、2017年10月19日にオウムアムアが初めて観測されたときに、ハワイ大学のパノラマ測量望遠鏡と高速応答システム（Pan-STARRS）を使用する天文学者によって、オブジェクト（当時はC / 2017 U1として知られていました）は当初、彗星。しかし、その後の観察により、それが実際には小惑星であり、1I / 2017 U1（または1I / Oumuamua）に名前が変更されたことが明らかになりました。
ESOの超大型望遠鏡（VLT）を使用して行われた追跡観測では、小惑星のサイズ、明るさ、構成、色、軌道に制約を課すことができました。これらは、オウムアムアの長さが約400メートル（1312フィート）と測定され、非常に細長く、7.3時間ごとにその軸を回転することを明らかにしました。
また、岩が多く、金属が豊富で、UV照射を受けた有機分子であるトリンの痕跡が含まれていることも判明しました。小惑星はまた、1.2の離心率を持つ非常に双曲的な軌道を持ち、それが現在私たちの太陽系からそれを取り出しています。その軌道の予備的な計算はまたそれがもともとライラの北の星座で最も明るい星であるベガの一般的な方向から来たことを示しました。
この小惑星は本質的に太陽系外であることを考えると、これを間近で研究できるミッションは、その小惑星が形成されたシステムについて多くのことを確かに教えてくれるでしょう。システムに到着したことで、太陽系外小惑星についての認識も高まりました。これは、天文学者が現在約1年に1回の割合でシステムに到着すると推定している新しいクラスの星間天体です。
このため、Project Lyraの背後にあるチームは、1I / Oumuamuaを学ぶことは一生に一度の機会になると信じています。彼らが彼らの研究で述べているように：
「1I / ‘Oumuamuaは星間物質の最も近い巨視的サンプルであり、おそらく太陽系の他のオブジェクトとは異なる同位体の特徴があるため、オブジェクトのサンプリングからの科学的リターンは控えめに表現するのが困難です。たとえば、画期的なイニシアチブのプロジェクトスターショットが精力的に追求されているとしても、星間距離での星間物質の詳細な調査は数十年先になるでしょう。したがって、興味深い質問は、1I / ‘オウムアムアに宇宙船を送って、至近距離で観測を行うことによって、このユニークな機会を活用する方法があるかどうかです。」
しかしもちろん、この小惑星とのランデブーには多くの課題があります。最も明白なのは速度であり、1I /オウムアムアがすでに太陽系から出ているという事実です。小惑星の軌道の計算に基づいて、1I / `Oumuamuaが26 km / sの速度で移動していることが判明しました。これは毎時95,000 km（59,000 mph）に達します。
宇宙探査の歴史の中でこれほど速く進んだミッションはありません。これまでで最速のミッションは、その速度の約3分の2しか管理できませんでした。これには、太陽系を離れる最速の宇宙船（ボイジャー1）および打ち上げ時に最速の宇宙船（ ニューホライズン ミッション）。したがって、それに追いつくことができるミッションを作成することは大きな課題となるでしょう。チームが書いたように：
「これは、人類がこれまで宇宙に打ち上げたどの物体よりもかなり速いです。人類がこれまでに構築した中で最速のオブジェクトであるボイジャー1は、16.6 km / sの双曲線の超過速度を持っています。 1I / ‘オウムアムアはすでに太陽系を離れているため、将来打ち上げられる宇宙船はそれを追跡する必要があります。」
しかし、彼らが州に進むにつれ、この挑戦に取り組むことは必然的に宇宙探査技術の主要な革新と発展をもたらすでしょう。明らかに、そのようなミッションの打ち上げは、小惑星の移動速度が速いことを考えると、遅くなるより早く行われる必要があります。しかし、数年以内に開始された任務は、その後の技術開発を利用することができなくなります。
タウゼロ財団の創設者の1人であり、ケンタウリドリームスの創設者の1人である有名な作家、ポールグリスターは、彼のウェブサイトで次のように述べています。
「この挑戦は手ごわいものです。1I/ ’オウムアムアは26 km / sの双曲線の超過速度を持ち、これは5.5 AU /年の速度に相当します。 2年以内に土星の軌道を超えるでしょう。これは、人類が宇宙に打ち上げたどのオブジェクトよりもはるかに高速です。」
したがって、1I / `Oumuamuaにマウントされたミッションには、3つの顕著なトレードオフが伴います。これらには、移動時間とデルタV（つまり、宇宙船の速度）の間のトレードオフ、打ち上げ日と移動時間の間のトレードオフ、および打ち上げ日/トリップ時間と特性エネルギーの間のトレードオフが含まれます。特性エネルギー（C3）は、双曲線の超過速度の2乗、または太陽に対する無限遠の速度を指します。
最後に重要なこととして、打ち上げ時の宇宙船の過剰速度と遭遇中の小惑星に対する宇宙船の過剰速度との間のトレードオフがあります。移動時間は短くなるため、打ち上げ時には過剰な速度が望ましいです。しかし、遭遇中の過剰速度が高いと、宇宙船が小惑星自体の測定とデータ収集を行う時間が短くなります。
これらすべてを考慮に入れて、チームは次に、衝撃推進システム（つまり、十分に短い推力を持つもの）に依存する宇宙船を作成するためのさまざまな可能性を検討します。さらに、彼らは、この任務には惑星や太陽の接近飛行は含まれず、1I / `オウムアムアに直接飛ぶと想定しています。これから、いくつかの基本的なパラメータが確立され、それらがレイアウトされます。
「要約すると、1I / ‘オウムアムアに到達する難しさは、いつ起動するか、双曲線の超過速度、およびミッション期間の関数です」と彼らは示しています。 「将来のミッションの設計者は、これらのパラメーター間の適切なトレードオフを見つける必要があります。 5年から10年の現実的な打ち上げ日については、双曲線の超過速度は、冥王星（50-200AU）をはるかに超える距離で遭遇した場合、33〜76 km / sのオーダーです。
最後に、重要なこととして、著者は現在開発中のさまざまなミッションアーキテクチャを検討します。これらには、NASAの宇宙発射システム（SLS）など、緊急性を優先するもの（つまり、数年以内に発射する）が含まれ、ミッションの設計を簡素化すると主張しています。もう1つはSpaceXのBig Falcon Rocket（BFR）で、宇宙での燃料補給技術のおかげで2025年までに直接の任務を実現できると主張しています。
ただし、これらのタイプのミッションでは、重力アシストを提供するために木星フライバイも必要になります。より高度な技術を強調するより長期的な技術に目を向けると、彼らはソーラーセイル駆動技術も検討します。これは、画期的なイニシアチブのスターショットコンセプトによって例証され、ミッションの柔軟性と将来の予期しないイベントに迅速に対応する能力を提供します。
このアプローチは待機を伴い、星間小惑星との将来の遭遇の可能性を伴いますが、それは迅速な対応と重力アシストを廃止できるミッションを可能にします。また、探査機の小さな群れを小惑星とのランデブーに送るという、特に魅力的なミッションコンセプトを実現することもできます。これは多額の投資を必要としますが、インフラストラクチャの価値は費用を正当化するであろうと彼らは主張します。
最終的に、チームはさらなる研究開発が必要であると判断しました。これはProject Lyraの重要性を裏付けています。彼らが結論したように：
「[A]オブジェクトへの使命は、今日技術的に可能であるものの境界を広げます。従来の化学推進システムを使用するミッションは、木星フライバイを使用して重力と太陽との遭遇を支援することで実現可能です。適切な材料があれば、ソーラーセールテクノロジーまたはレーザーセールを使用できます。ProjectLyra内の今後の作業では、さまざまなミッションコンセプトとテクノロジーオプションをより詳細に分析し、さらなる開発のために2〜3つの有望なコンセプトを選択することに焦点を当てます。」
革新と変化に困難な挑戦が不可欠であることは古くからの公理です。この点で、「私たちの太陽系におけるオウムアムア」の出現は、星間小惑星の探査への関心を刺激しています。そして、この小惑星を探索する機会は今後数年の間は可能ではないかもしれませんが、私たちのシステムでの将来の岩が多い侵入者の到着はちょうど到達可能かもしれません。
