Als 'Oumuamua vor zwei Jahren unser Sonnensystem durchquerte, löste dies in der astronomischen Gemeinschaft große Aufregung aus. Hier war das allererste interstellare Objekt, das von menschlichen Trackern beobachtet wurde, und die Geheimnisse um seine wahre Natur und Zusammensetzung führten zu einigen ziemlich interessanten Theorien. Es gab sogar einige Vorschläge für eine schnelle Mission, die sich damit treffen könnte.
Und nun, da ein zweites interstellares Objekt – C/2019 Q4 (Borisov) – durch das Sonnensystem reisend entdeckt wurde, werden ähnliche Vorschläge gemacht. Einer von ihnen stammt aus einer Gruppe von Wissenschaftlern der Initiative für Interstellare Studien (i4is) in Großbritannien. In einem Kürzlich durchgeführte Studie , bewerteten sie die technische Machbarkeit, eine Mission zu diesem interstellaren Kometen mit vorhandener Technologie zu senden, und stellten fest, dass es einige Möglichkeiten gab!
C/2019 Q4 (Borisov) bietet in vielerlei Hinsicht die Gelegenheit, Forschungen durchzuführen, die mit ‘Oumuamua nicht möglich waren. Als dieses mysteriöse Objekt zum ersten Mal beobachtet wurde, war es bereits der Sonne am nächsten, vorbei an der Erde, und befand sich auf dem Weg aus dem Sonnensystem. Was wir jedoch über ‘Oumuamua lernen konnten, führte zu der Schlussfolgerung, dass es sich um eine völlig neue Klasse von Himmelsobjekten handelte.
Künstlerische Darstellung des ersten interstellaren Asteroiden/Kometen „Oumuamua“. Dieses einzigartige Objekt wurde am 19. Oktober 2017 vom Pan-STARRS 1-Teleskop auf Hawaii entdeckt. Bildnachweis: ESO/M. Kornmesser
Neben denen, die wagten, dass es sich entweder um einen Kometen oder Asteroiden handelte, gab es auch diejenigen, die die Theorie aufstellten, dass Oumuamua ein Asteroid sein könnte Fragment eines Kometen die explodierte, als sie in der Nähe unserer Sonne vorbeigingen, oder sogar ein außerirdisches Sonnensegel . Ein weiterer interessanter Fund war die Tatsache, dass ähnliche Objekte passieren wahrscheinlich regelmäßig unser Sonnensystem (von denen viele bleiben).
Aus diesen Gründen ist eine Mission, die solche Objekte aus der Nähe untersuchen könnte, sehr wünschenswert. Wie Dr. Andreas M. Hein – der Executive Director des Board of Directors von i4is, der Vorsitzende des Technical Research Committee und einer der Co-Autoren der jüngsten Studie – sagte Universe Today per E-Mail:
„Die Untersuchung interstellarer Objekte aus nächster Nähe würde uns einzigartige Daten über andere Sternensysteme liefern, ohne sie tatsächlich anzufliegen. Sie könnten einzigartige Einblicke in die Entwicklung und Zusammensetzung anderer Sternensysteme und Exoplaneten in ihnen liefern. Interstellare Objekte sind cool, so wie es ist: Wenn du nicht auf den Berg gehen kannst, lass den Berg zu dir kommen. Es wird wahrscheinlich viele Jahrzehnte dauern, bis wir ein Raumschiff zu einem anderen Stern schicken können. Daher könnten interstellare Objekte eine Zwischenlösung sein, um mehr über andere Sterne und ihre Planeten herauszufinden.“
Darüber hinaus, behauptet er, reisen diese Objekte wahrscheinlich seit Hunderttausenden (oder sogar Millionen) von Jahren zwischen den Sternensystemen. Infolgedessen haben sie zweifellos Material auf dem Weg aufgenommen oder tragen die Spuren von Begegnungen mit anderen Objekten oder Kräften. Kurz gesagt, ihre Zusammensetzung und Oberflächeneigenschaften können uns viel darüber sagen, was sich da draußen im interstellaren Medium befindet.
Künstlerische Illustration eines Lichtsegels, das von Lasern angetrieben wird, die auf der Oberfläche eines Planeten erzeugt werden. Bild: M. Weiss/CfA
Dies ist nicht das erste Mal, dass i4is vorgeschlagen hat, eine Raumsonde zu einem Rendezvous mit einem interstellaren Objekt zu schicken. Im Jahr 2017 haben Dr. Hein und mehrere Kollegen von i4is (die auch diese Studie mitverfasst haben) ein Papier mit dem Titel „ Projekt Lyra: Senden einer Raumsonde an 1I/’Oumuamua (ehemals A/2017 U1), den interstellaren Asteroiden “, das mit Hilfe der Asteroiden-Prospektion-Firma durchgeführt wurde Asteroid Initiatives LLC .
Das Projekt erhielt seinen Namen aufgrund von „Oumuamuas Ursprüngen, von denen Astronomen schlossen, dass sie aus der allgemeinen Richtung von Vega kamen – dem hellsten Stern im Norden“ Sternbild Lyra . Unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit, mit der Oumuamua das Sonnensystem zu diesem Zeitpunkt verließ – 26 km/s (93.600 km/h; 58.160 mph) – stellten sie fest, dass jeder Vorschlag ein Kompromiss zwischen drei Faktoren sein würde.
Dazu gehörten, wann eine Mission starten konnte, die Geschwindigkeit, die sie erreichen konnte, und die Zeit, die es brauchte, um sich mit dem Objekt zu treffen. Unter den gegebenen Umständen hielten sie es für die beste Option, auf zukünftige technologische Durchbrüche zu warten – wie sie beispielsweise von Durchbruch Starshot (ein Konzept für ein lasergetriebenes interstellares Sonnensegel).
Diese Schlussfolgerungen haben sich dank der Entdeckung eines zweiten interstellaren Objekts, das in ebenso vielen Jahren durch unser Sonnensystem wandert, als sehr zutreffend erwiesen. In ihrer jüngsten Studie untersuchte das Forscherteam erneut mit der von Teammitglied Adam Hibberd entwickelten Optimum Interplanetary Trajectory Software (OITS) alle verfügbaren Optionen, um eine Raumsonde zu einem Rendezvous mit einem interstellaren Objekt zu schicken.
Der Erstflug des Falcon Heavy. Jedes Mal, wenn der Heavy abhebt, verbraucht er rund 440 Tonnen Treibstoff. Bild: SpaceX
Dazu gehörten die optimale Trägerrakete (wie die der NASA Weltraumstartsystem (SLS) oder SpaceXs Falke Heavy ) die optimale Flugbahn für die Mission und die beste Art von Raumfahrzeug. Am Ende stellten sie fest, dass die Menschheit die Fähigkeit hat, sich mit einem interstellaren Objekt unter Verwendung vorhandener Technologie zu treffen, und entwickelten eine Missionsarchitektur, die dies ermöglichen könnte.
Diese Mission würde sich auf ein schweres Startfahrzeug verlassen und könnte abwechselnd ein 2 Tonnen (1,8 Tonnen) oder ein 3 kg (6,6 Pfund) schweres CubeSat-Raumschiff einsetzen. Je nachdem, wann es gestartet wurde und welche Flugbahn bevorzugt wird, muss es möglicherweise auch einen Jupiter-Vorbeiflug und ein Solar-Oberth-Manöver durchführen, um C/2019 Q4 (Borisov) einzuholen. Wie Dr. Hein erklärte:
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass wir sowohl für ‚Oumuamua als auch für C/2019 Q4 (Borisov) bereits über die Technologie verfügen, um diese Objekte zu besuchen. In Bezug auf 'Oumuamua können wir sogar über das Jahr 2030 hinaus eine Raumsonde dorthin starten. Es gibt viel Zeit, um eine solche Raumsonde zu entwickeln. Der Fall für C/2019 Q4 (Borisov) ist etwas kniffliger, da es schneller ist als ‘Oumuamua. Aber selbst für dieses Objekt hätten wir mit einer Falcon Heavy eine zwei Tonnen schwere Raumsonde dorthin schicken können, wenn wir sie 2018 gestartet hätten.“
„Auch spätere Einsätze sind möglich,aber einen größeren Launcher benötigen. Künftige Teleskope werden solche Objekte viel früher erkennen können und mit entsprechender Vorbereitung können wir eine Raumsonde auf eine Begegnungsmission schicken. Wir haben also die Technologie dafür und mit der Entdeckung von C/2019 Q4 (Borisov) wissen wir auch, dass wir wahrscheinlich viele Möglichkeiten haben, zu einem solchen Objekt zu fliegen.“
Künstlerische Darstellung des interstellaren Objekts `Oumuamua, das beim Verlassen unseres Sonnensystems eine Ausgasung erfährt. Quelle: ESA/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser
Wieder einmal ist die Anwesenheit eines interstellaren Objekts in unserem Sonnensystem eine große Quelle der Aufregung. Neben all den Möglichkeiten, von ihnen zu lernen, sind C/2019 Q4 und ‘Oumuamua aufgrund der Auswirkungen, die ihre Präsenz hat, ermutigend. Sie bestätigen nicht nur, dass ziemlich regelmäßig Objekte von fernen Sternen unser System passieren; sie zeigen auch, dass wir an einem Punkt sind, an dem wir sie erkennen, verfolgen und untersuchen können.
Aber zu wissen, dass wir sie in Zukunft aus nächster Nähe studieren können, ist besonders spannend! Tatsächlich arbeitet die ESA derzeit an einer Mission, die diejenige sein könnte, die sich mit einem zukünftigen interstellaren Objekt treffen könnte. Es ist bekannt als Kometenabfangjäger , ein Konzept der „schnellen Klasse“, das aus drei Raumfahrzeugen besteht, die im Weltraum warten, bis ein unberührter Komet auftaucht, schnell nachholen !
„Wir stellen uns zwei Arten von Forschung vor“, sagte Dr. Hein. „Erstens die Fernerkundung, zum Beispiel mit einem Teleskop, das Bilder macht. Zweitens können wir Material vom Objekt direkt analysieren, indem wir einen Impaktor hineinschießen und einige der Partikel aus der Staubwolke auffangen, die mit dem Hauptraumfahrzeug erzeugt wird. Dies würde einzigartige Einblicke in die Zusammensetzung des Objekts ermöglichen.“
Zu dem, was diese Forschung offenbaren könnte, hat Dr. Hein auch einige Gedanken dazu: „Ich kann nur spekulieren, aber wir könnten Beweise dafür sehen, dass organische Moleküle, die Bausteine des Lebens, tatsächlich zwischen Sternensystemen reisen und wer weiß, vielleicht sogar das Leben selbst.“ könnte sich tatsächlich zwischen Sternen in unserer Galaxie ausbreiten.“
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