Проект Лира
Изучение миссий к межзвездным объектам

Логотип проекта Лира

Проект «Лира» — это исследование осуществимости миссии к межзвездным объектам , таким как «Оумуамуа» и 2I/Borisov , начатое 30 октября 2017 года Инициативой по межзвездным исследованиям (i4is). [1] [2] [3] [4] В январе 2022 года исследователи предположили, что космический аппарат, запущенный с Земли, сможет догнать «Оумуамуа» за 26 лет для дальнейшего детального изучения. [5] [6]

Обзор

Первоначально предложенные i4is варианты (которые теперь были заменены) для отправки космического корабля к ʻOumuamua в течение периода времени от 5 до 10 лет были основаны на запуске в 2021 году и требовали сначала отправиться к Юпитеру для проведения пролета , а затем близкого пролета Солнца на расстоянии от 3 до 10 солнечных радиусов, чтобы воспользоваться эффектом Оберта . Последующие исследования выявили дальнейшие возможности запуска, в частности, в 2030 или 2033 годах, с использованием того же сценария (за исключением запуска 2030 года с дополнительным маневром Vinfinity Leveraging Maneuver), но с общей продолжительностью полета 22 года. Таким образом, все еще есть будущие возможности для миссии к 'Oumuamua.

Кроме того, альтернативные варианты траектории также были исследованы i4is , все из которых использовали гораздо менее технически сложный Jupiter Oberth вместо ранее предполагаемого Solar Oberth. Годы запуска для них варьируются от 2026 до 2033, в зависимости от выбранной комбинации гравитационных маневров, ведущих к встрече с Юпитером.

В качестве альтернативы i4is предложил более продвинутые варианты, такие как солнечный парус , лазерный парус или ядерный двигатель . [7] [8]

Солнечный Оберт

«Сначала считалось, что Оумуамуа движется слишком быстро, чтобы какой-либо существующий космический корабль мог его достичь. [9] [10]

Инициатива по межзвездным исследованиям (i4is) запустила проект «Лира» для оценки осуществимости миссии к Оумуамуа. [4] Было предложено несколько вариантов отправки космического корабля к Оумуамуа в течение периода от 5 до 25 лет. [11] [12]

Задача, обозначенная i4is, заключается в том, чтобы добраться до астероида за разумное время (и, следовательно, на разумном расстоянии от Земли), и при этом иметь возможность получить полезную научную информацию. Для этого торможение космического корабля в ʻOumuamua было бы «крайне желательным из-за минимального научного возврата от встречи на гиперскорости». [7] Если исследовательский корабль будет лететь слишком быстро, он не сможет выйти на орбиту или приземлиться на астероид и пролетит мимо него. Авторы приходят к выводу, что, хотя это и сложно, миссия встречи была бы осуществима с использованием технологий в ближайшей перспективе. [7] [4] Селигман и Лафлин [13] принимают дополнительный подход к исследованию Лиры, но также приходят к выводу, что такие миссии, хотя и сложны в организации, являются как осуществимыми, так и научно привлекательными.

Один из вариантов, предложенных i4is , заключается в использовании сначала пролета Юпитера, а затем близкого пролета Солнца на расстоянии 3 солнечных радиусов (2,1 × 10 6  км; 1,3 × 10 6  миль), чтобы воспользоваться эффектом Оберта . [7] Последующие предложения смягчили расстояние до 10 солнечных радиусов (7,0 × 10 6  км; 4,3 × 10 6  миль). [14]^^^^

Первоначальные исследования, проведенные i4is, показали, что космический корабль массой в десятки килограммов, использующий тепловой экран, подобный тому, что установлен в зонде Parker Solar Probe , на ракете-носителе класса Falcon Heavy , с траекторией, включающей пролет Юпитера с использованием двигателя и маневр Solar Oberth, был бы способен достичь Оумуамуа, если бы он был запущен в 2021 году. [7]

Однако последующие исследования показали, что дальнейшие возможности для миссий к 'Оумуамуа будут возможны, используя Solar Oberth на 6 солнечных радиусах (4,2 × 10 6  км; 2,6 × 10 6  миль), [12] самое близкое в 2030/2033 годах - выбор года зависит от того, будет ли траектория использовать 3-летний маневр или нет. Они включают в себя продолжительность полета более 20 лет, которые, хотя и признаны затянутыми, должны быть помещены в контекст зондов Voyager , которые были запущены более 45 лет назад и все еще в некоторой степени работоспособны сегодня.^^

Юпитер Оберт

Дальнейшие исследования, проведенные командой проекта i4is « Лира», показали, что в будущем возможны жизнеспособные миссии к Оумуамуа, например, с запуском в 2028 году, и для этого не обязательно требуется Solar Oberth, вместо этого можно использовать пролет Юпитера с использованием двигателя, также известный как Jupiter Oberth. [15] [16]

Другие варианты

Также рассматривались более продвинутые варианты, такие как солнечные, лазерные электрические двигатели , лазерные парусные двигатели на основе технологии Breakthrough Starshot и ядерные двигатели. [7] [8]

Ссылки

  1. ^ Акерман, Эван (29 ноября 2017 г.). «Как мы могли бы исследовать этот межзвездный астероид». IEEE Spectrum .
  2. ^ «Планируемая гигантская ракета SpaceX может преследовать межзвездный астероид». Scientific American . 29 ноября 2017 г.
  3. ^ Уильямс, Мэтт (24 ноября 2017 г.). «Проект Лира, миссия по поимке межзвездного астероида». Вселенная сегодня .
  4. ^ abc "Проект Лира – Миссия на ʻОумуамуа". I4IS . Инициатива по межзвездным исследованиям.
  5. ^ Уильямс, Мэтт (20 января 2022 г.). «Если запустить космический корабль к 2028 году, он сможет догнать Оумуамуа за 26 лет». Universe Today . Получено 27 января 2022 г.
  6. ^ Хибберд, Адам; и др. (11 января 2022 г.). «Проект Лира: миссия на 1I/'Оумуамуа без маневра Солнечного Оберта». Акта Астронавтика . 199 : 161–165 . arXiv : 2201.04240 . Бибкод : 2022AcAau.199..161H. doi :10.1016/j.actaastro.2022.07.032. S2CID  245877397.
  7. ^ abcdef Хайн, AM; Перакис, Н.; Лонг, КФ; Кроул, А.; Юбэнкс, М.; Кеннеди, РГ III; Осборн, Р. (2017). «Проект Лира: отправка космического корабля к 1I/ʻOumuamua (бывший A/2017 U1), межзвездному астероиду». arXiv : 1711.03155 [physics.space-ph].
  8. ^ аб Хибберд, Адам; Хейн, Андреас М (2021). «Проект Лира: ловля 1I/'Оумуамуа с использованием ядерных тепловых ракет». Акта Астронавтика . 179 : 594–603 . arXiv : 2008.05435 . Бибкод : 2021AcAau.179..594H. doi :10.1016/j.actaastro.2020.11.038. S2CID  221104007.
  9. ^ Кларк, Стивен (22 ноября 2017 г.). «Межзвездный нарушитель проносится через нашу Солнечную систему». Astronomy Now . Получено 24 ноября 2017 г.
  10. ^ Бергер, Эрик (22 ноября 2017 г.). «В погоне за Оумуамуа — к сожалению, человеческие технологии не справляются с этой задачей». Ars Technica . Получено 23 ноября 2017 г. Химическое движение просто не закрывает дело в этом сценарии.
  11. ^ Хейн, Андреас М.; Перакис, Николаос; Юбэнкс, Т. Маршалл; Хибберд, Адам; Кроул, Адам; Хейворд, Киран; Кеннеди III, Роберт Г.; Осборн, Ричард (7 января 2019 г.). «Проект Лира: отправка космического корабля на межзвездный астероид 1I/'Оумуамуа (бывший A/2017 U1)». Акта Астронавтика . 161 : 552–561 . arXiv : 1711.03155 . Бибкод : 2019AcAau.161..552H. doi :10.1016/j.actaastro.2018.12.042. S2CID  119474144.
  12. ^ аб Хибберд, Адам; Хейн, Андреас М.; Юбэнкс, Т. Маршалл (2020). «Проект Лира: поимка 1I/'Оумуамуа - возможности миссии после 2024 года». Акта Астронавтика . 170 : 136–144 . arXiv : 1902.04935 . Бибкод : 2020AcAau.170..136H. doi :10.1016/j.actaastro.2020.01.018. S2CID  119078436.
  13. ^ Селигман, Даррил; Лафлин, Грегори (12 апреля 2018 г.). «Возможность и преимущества исследования объектов, подобных Оумуамуа, на месте». The Astronomical Journal . 155 (5): 217. arXiv : 1803.07022 . Bibcode : 2018AJ....155..217S. doi : 10.3847/1538-3881/aabd37 . S2CID  73656586.
  14. ^ Хибберд, Адам; Хейн, Андреас М; Юбэнкс, Т. Маршалл (2020). «Проект Лира: поимка 1I / Оумуамуа - возможности миссии после 2024 года». Акта Астронавтика . 170 : 136–144 . arXiv : 1902.04935 . Бибкод : 2020AcAau.170..136H. doi :10.1016/j.actaastro.2020.01.018. S2CID  119078436.
  15. ^ Хибберд, Адам; Хейн, Андреас М; Юбэнкс, Т. Маршалл; Кеннеди III, Роберт Г. (2022). «Проект Лира: Миссия на 1I/'Оумуамуа без маневра Солнечного Оберта». Акта Астронавтика . 199 : 161–165 . arXiv : 2201.04240v1 . Бибкод : 2022AcAau.199..161H. doi :10.1016/j.actaastro.2022.07.032. S2CID  245877397.
  16. ^ Дэвис, Джон И (2022). «Проект Лира: миссия к 1I/'Oumuamua без маневра Solar Oberth» (PDF) . Principium . 199 (36). Инициатива по межзвездным исследованиям: 46. arXiv : 2201.04240 . Bibcode :2022AcAau.199..161H. doi :10.1016/j.actaastro.2022.07.032. S2CID  245877397 . Получено 8 мая 2023 г. .
  • Инициатива по межзвездным исследованиям
  • 2D-анимация проекта «Лира» с маневром Solar Oberth
  • Институт межзвездных исследований (США)
  • Principium – Ежеквартальное издание i4is
  • Оумуамуа: Второй шанс? Личные мемуары
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Project_Lyra&oldid=1268066485"