Planetoida ‘Oumuamua jest fascynująca, ale prawdopodobnie nigdy do niej nie dotrzemy

‘Oumuamua nazwano kosmicznym cygarem. Jednak to nie jej kształt jest najważniejszy, ale pochodzenie. Na podstawie trajektorii i prędkości lotu naukowcy wyliczyli, że planetoida pochodzi spoza naszego układu planetarnego.

‘Oumuamua została odkryta nieco ponad miesiąc temu, 19 października. Ma co najmniej 400 metrów długości i proporcje szerokości do długości wynoszące 1 do 10, które spowodowały, że porównuje ją się do cygara. Planetoida obraca się też wokół własnej osi.

Możliwość zbadania obiektu spoza naszego układu planetarnego byłaby niebywałą okazją dla naukowców. Dlatego niecały miesiąc po odkryciu powstał projekt Lyra. Nazwa oczywiście nie jest przypadkowa. ‘Oumuamua bowiem dotarła do nas od strony gwiazdy Wega w konstelacji Lutni.

Sondy kosmiczne wielokrotnie badały komety i planetoidy. Wystarczy przypomnieć sondę Rosetta, która została wysłana przez Europejską Agencję Kosmiczną w kierunku komety 67P/Czuriumow- Gierasimienko i lądownik Philae, który zdołał na niej wylądować w listopadzie 2014 r. Innym interesującym przykładem jest sonda Stardust, która badała kometę 81P/Wild, pobrała próbki pyłu kometarnego i "odesłała" je na Ziemię.

Misja na ‘Oumuamua byłaby znacznie trudniejsza, by nie rzec niemożliwa. Wyżej wymienione obiekty to komety okresowe, które nie wybierają się poza nasz układ. Odkryta niedawno planetoida, jest w nim tylko gościem. To dlatego twórcy projektu Lyra mówią o "wysokiej heliocentrycznej nadwyżce hiperbolicznej wynoszącej około 26 km/s". Oznacza to, że planetoida ma wystarczającą prędkość, by opuścić Układ Słoneczny.

I tu pojawia się główny problem. Nie dysponujemy technologią, która pozwoliłaby nam dogonić ‘Oumuamua. Planetoida porusza się z prędkością ponad 130 tys. km/h dla porównania sonda New Horizons, która badała Plutona osiągnęła nieco ponad 58 tys. km/h, a sonda Voyager I 61 tys. km/h. Twórcy projektu Lyra przygotowali zatem "analizę wysokiego poziomu potencjalnych opcji krótkoterminowych dla takiej misji".

Twórcy projektu Lyra założyli, że misja mogłaby się rozpocząć w czasie od 5 do 10 lat. Ich praca polegała przede wszystkim na wyliczeniu prędkości możliwej do osiągnięcia przez statek kosmiczny w celu dogonienia ‘Oumuamu. Przede wszystkim interesował ich przyrost prędkości potrzebny do przechwycenia planetoidy.

Założenia były teoretycznie proste, dlatego warto przywołać cytat, który wydaje się na pierwszy rzut oka truizmem. "Wolniejszy statek kosmiczny dotrze do obiektu później, niż szybszy statek kosmiczny". Biorąc zaś pod uwagę przyrost prędkości należy pamiętać, że im szybciej misja zostałaby uruchomiona, tym szybciej sonda dotarłaby do celu. W tym miejscy pomysłodawcy misji mocno stawiają stopy na Ziemi, bo uczciwie przyznają, że jej przygotowanie i przede wszystkim opracowanie potrzebnej technologii w czasie 5-10 lat jest nierealne.

Niestety wyliczenia nie są optymistyczne. Zakładając, że sonda zostałaby wystrzelona w 2027 r., dogoniłaby planetoidę po przebyciu odległości od 100 do 200 jednostek astronomicznych w zależności od prędkości. Przypomnijmy, że jednostka astronomiczna (skrót au od astronomical unit) to 149,6 mln km, które dzielą Ziemię od Słońca. Przykładowo Jowisz znajduje się w odległości 5,2 au od Słońca, a Pluton 39 au. Wyliczona odległość odpowiada zatem tej, która dzieli Ziemię od sond Voyager, a te zostały wystrzelone w 1977 r.

I znowu mocno zderzamy się z Ziemią. Pomysłodawcy projektu Lyra zwracają bowiem uwagę, że rodzą się kolejne problemy: zapewnienia łączności i oczywiście energii.

Nieco bardziej realistyczny (co nie znaczy, że dziś realny) scenariusz polegałby na przygotowaniu się na spotkanie z podobnym obiektem w przyszłości, gdy ten znalazłby się w sprzyjającej odległości od Ziemi. Przy takim założeniu potencjalna sonda mogłaby dogonić planetoidę "zaledwie" w odległości 5,8 au od Słońca w czasie jednego roku i przy nadwyżce prędkości względem planetoidy rzędu 20 km/s. Oznacza to, że nie tracilibyśmy kilku lat na przygotowanie misji, ale bylibyśmy gotowi na spotkanie i dysponowali oczywiście odpowiednim napędem, który pozwoliłby osiągnąć stosowne prędkości. Przy podobnym założeniu, ale przyjęciu też niższej względnej prędkości statku wobec obiektu, wynoszącej 600 m/s, do spotkania doszłoby za 20 lat.

Twórcy opracowania zakładają, że w niedalekiej przyszłości uda się zwiększyć możliwości technologiczne, pozwalając osiągać większe prędkości sondom kosmicznym. Nie ukrywają jednak, że projekt przechwycenia planetoidy spoza Układu Słonecznego "rozciąga się poza granicę tego, co dziś jest technologicznie możliwe". Więcej nadziei dają projekty w stylu Breakthrough Starshot.

Tę firmowaną przez Stephena Hawkinga wizję sondy osiągającej 1/5 prędkości światła wskazują autorzy opracowania, jako potencjalny statek, który podołałaby spotkaniu z obiektem podobnym do planetoidy ‘Oumuamua.