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Persigue ‘a Oumuamua-lamentablemente la tecnología humana no está a la altura

“Propulsión química simplemente no cierra el caso en este escenario.”

Agrandar / Un ejemplo de una nave espacial New Horizons lo alto de una ilustración de ‘Oumuamua. Nada es a escala.
European Southern Observatorio / M. Kornmesser

Un poco más de un mes atrás, un visitante interestelar ahora conocido como ‘Oumuamua pasó a menos de 24 millones de kilómetros de la Tierra. Ahora se está moviendo rápidamente lejos del Sol a una velocidad de aproximadamente 26km / s. Esto es considerablemente más rápido que, por ejemplo, la nave espacial Voyager 1, que se precipitaba más allá del sistema solar a una velocidad de 17 km / s.

El primer objeto interestelar es doblemente interesante porque los humanos nunca han sido capaces de estudiar algo de más allá del sistema solar de cerca. Por otra parte, las observaciones recientes han demostrado que ‘Oumuamua tiene un color rojizo, astrónomos dicen, Y forma oblonga inesperado, como la de un gigante cigarro, 400 metros de largo. Ya, el objeto se desvanece de la vista, y nunca lo verá de nuevo como un zoom de distancia.

Pero ¿y si pudiéramos? La NASA está construyendo lo que será cohete más potente del mundo, el sistema de lanzamiento espacial. ¿Sería capaz de lanzar una pequeña sonda para coger ‘Oumuamua? ¿Tenemos alguna tecnología que pueda atrapar a este intruso interestelar?

Atrápame si puedes

Para averiguarlo, Ars se dirigió a la Oficina de Conceptos anticipadas en el Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama. El gerente de la oficina, Mark Rogers, habló a Ars, al igual que uno de sus planificadores de la misión, Larry Kos. Resulta curioso que eran, también, y había hecho algunos cálculos preliminares sobre la posibilidad de interceptar ‘Oumuamua.

La respuesta corta es, por desgracia, estamos demasiado tarde ahora con nuestra tecnología existente. Aunque ‘Oumuamua se está moviendo a una velocidad de 26km / s, de tener en vector de velocidad de la Tierra, la delta-v entre una nave espacial en órbita terrestre y el objeto está más cerca de 60 km / s. “propulsión química simplemente no cierra el caso en este escenario “, dijo Rogers. “No es factible”.

Pero lo que si la NASA había trabajado febrilmente después de la detección del objeto, el 19 de octubre y ya ha sido enviada una sonda al espacio? El problema con nuestros métodos principales de propulsión es que, mientras que los cohetes químicos son muy buenos en conseguir cosas fuera de la órbita de la Tierra, que son grandes consumidores de gas en el espacio. La mayoría de nuestros sistemas de propulsión existentes en el espacio se basan en productos químicos, y que necesitan una gran cantidad de combustible a menudo hidrógeno para mover una nave espacial alrededor. En este caso, Kos calcula el impulso específico necesario para motores de cohetes químicos para atrapar ‘Oumuamua a unos 450 segundos.

Eso es actualmente buenas noticias, como los motores de cohetes convencionales pueden llegar a ese nivel de impulso específico. Pero también hay malas noticias. Sostener que el impulso específico para ponerse al día ‘Oumuamua requeriría una gran cantidad de combustible. ¿Cuánto cuesta? Bueno, de acuerdo a Kos, la NASA tendría que poner en marcha el equivalente de cerca de dos estaciones espaciales internacionales, o alrededor de 800 toneladas, de combustible en órbita de la Tierra. Y con todo eso de combustible, que podría empujar a una nave espacial, un 10 kg GoPro con algunos de aviónica-rudimentarias a ponerse al día con ‘Oumuamua con el tiempo.

Por desgracia, la primera iteración del cohete sistema de lanzamiento espacial, aunque potente, será solamente lanzar 70 toneladas. Debe volar en 2020. Una versión más potente, capaz de levantar 130 toneladas, puede estar listo para volar a finales de la década de 2020. Simplemente no tenemos la capacidad para iniciar esa cantidad de combustible, ahora o en el futuro próximo.

Otra opción, si hubiéramos sido capaces de ver ‘Oumuamua antes, habría sido para volar una nave espacial hasta el punto de intersección más cercana, a unos 60 veces la distancia entre la Tierra y la Luna. Por desgracia, ‘Oumuamua no fue encontrado hasta cinco días después este sobrevuelo más cercano. Debido a la órbita hiperbólica del objeto, no se movió mucho sentido transversal con respecto al fondo estelar, ya que hizo su aproximación más cercana al Sol el 9 de septiembre y luego se trasladó hacia la Tierra.

Aunque astrónomos piensan tales sobrevuelos interestelares son probablemente bastante frecuente y estiman que un objeto interestelar similar a ‘Oumuamua pasa por el interior de la órbita de la Tierra varias veces al año, estos acercamientos son difíciles de encontrar. En otras palabras, tendríamos que ser muy, muy afortunado de detectar un objeto interestelar similares mucho antes, y, entonces, tendríamos que tener una nave espacial en la plataforma y listo para funcionar. (El tiempo de espera promedio para una misión científica de la NASA, por desgracia, es de cinco a siete años antes del lanzamiento.)

sobrevuelos futuras

Probablemente nos hemos perdido nuestra oportunidad con ‘Oumuamua con la tecnología actual. Pero suponiendo que el sistema de lanzamiento espacial o algún otro cohete razonablemente potente, como el Falcon pesados ​​o Nueva Glenn impulsores-vienen en línea en la próxima década, podríamos ser capaces de coger otro objeto interestelar a corto plazo con un medio diferente de in- propulsión espacial?

La propulsión eléctrica, que sorbe de combustible en comparación con los cohetes químicos y utiliza células solares y un propulsor de iones, no requeriría una enorme masa de propelente a ser puesto en órbita. Sin embargo, los sistemas actuales no tienen la capacidad de ir lo suficientemente rápido, e incluso la propulsión eléctrica a mayor escala tomaría años para obtener la velocidad para que coincida con ‘Oumuamu-y muchos años más para perseguir abajo. Por otra parte, cuanto más nuestra sonda consiguió del Sol, la energía solar menos sería capaz de recoger.

motores nucleares ayudarían. Algunos.
motores nucleares ayudarían. Algunos.
NASA

Una respuesta a esta es de propulsión térmica nuclear, dijo Rogers. Un motor térmico nuclear, tales como el proyecto NERVA desarrollado en la década de 1960 y principios de 1970, podría tener apenas suficiente energía para perseguir a un objeto como ‘Oumuamua con una sonda de 10 kg. Pero para esto, tendríamos que ser la Tierra viajando aproximadamente en la misma dirección que un objeto interestelar, y que es básicamente la suerte del sorteo. (Ah, y está el hecho de que, debido a los costos y las preocupaciones nucleares, la NASA no ha trabajado en profundidad en un motor nuclear desde 1972.)

starshot

Una última posibilidad para ponerse a ‘Oumuamua llega a través de tecnología que está siendo estudiado por la avance Starshot proyecto, que es esencialmente una nave espacial en un chip gram-escala. Esta tecnología miniatura incluiría cámaras, propulsores de fotones, suministro de energía, la navegación y equipo de comunicación. Y estos chips podrían llevar a una vela de luz, con una, una matriz basada en la Tierra por etapas de rayos láser en el rango de 100 GW proporciona la vela con el suficiente empuje para conseguir la nave se mueve a aproximadamente el 20 por ciento de la velocidad de la luz.

Si una pequeña, de 1 gramo nave espacial de este tipo podría ser lanzado en el año 2021, un artículo reciente encontró, Podría llegar a ‘Oumuamua en unos siete años. Eso sería muy agradable, excepto por el hecho de que la pequeña nave espacial todavía no existen, se basan en tecnologías de miniaturización no probadas, y sin embargo, nadie se ha dado cuenta de la geopolítica de la construcción de una enorme variedad con destino a la Tierra de los láseres dirigidos hacia el espacio.

En resumen, ‘Oumuamua puede perderse para siempre. Tal vez estimulará los seres humanos a nuestro juego vuelos espaciales de modo que no se perderá el próximo intruso interestelar.

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