Arm, domme mensheid.

Vroeger dachten we dat we het middelpunt van alles waren. Dat was niet lang geleden, en hoewel we enorme vooruitgang hebben geboekt in ons begrip van onze situatie hier in de ruimte, we hebben nog steeds enorme blinde vlekken.

Voor een, we worden nu pas wakker met de realiteit van interstellaire objecten die door ons zonnestelsel gaan.

in 2017, "Oumuamua kwam voor een kort bezoek en werd bevestigd als een interstellair object. Het zal nooit meer terugkeren, en zal een eeuwigheid door het universum reizen.

Vervolgens, een paar maanden geleden, we hebben onze eerste interstellaire komeet gedetecteerd. Een amateurastronoom en telescooptechnicus op een sterrenfeest ontdekte het, en het is naar hem vernoemd. Zijn naam was Gennadiy Borisov, en het heet nu Comet 2L/Borisov. Best wel gaaf.

Maar deze objecten zijn moeilijk te bestuderen. Ze komen opdagen en gaan snel weer weg. Vooral komeet Borisov reisde erg snel, bij 32,2 km/s (20 mp/s) ten opzichte van de zon bij binnenkomst in ons zonnestelsel.

Dus wat dacht je van het sturen van een ruimtevaartuig om een ​​van deze interstellaire bezoekers te bezoeken?

Dat is iets dat Richard Linares, een assistent-professor bij de afdeling Lucht- en ruimtevaart (AeroAstro) aan het MIT, heeft nagedacht. Hij heeft een idee.

Hij ontwikkelt een idee voor een "dynamische orbitale katapult voor ontmoeting met interstellaire objecten." Nu komt NASA erbij. Het NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) -programma biedt financiering voor "innovatieve ruimtevaartconcepten die toekomstige missies mogelijk kunnen maken en transformeren." NIAC heeft het onderzoeksvoorstel van Linares geselecteerd voor Phase One financiering.

NIAC is een bekende entiteit in ruimtewetenschappelijke kringen. Ze hebben studies gefinancierd naar zaken als ruimtesondes aangedreven door lichtgewicht nucleaire voortstuwing, monsterretoursystemen voor extreme omgevingen, een Pluto-orbiter en lander aangedreven door directe fusieaandrijving, en tientallen anderen.

In een persbericht van MIT, Linares zei:"Er zijn veel fundamentele uitdagingen bij het observeren van ISO's van de aarde - ze zijn meestal zo klein dat het licht van de zon het op een bepaalde manier moet verlichten zodat onze telescopen het zelfs kunnen detecteren."

Niet alleen is licht een probleem, zo is de snelheid van het object.

"En ze reizen zo snel dat het moeilijk is om samen te werken en een missie vanaf de aarde te lanceren in de kleine kans die we hebben voordat het voorbij is, "Zei Linares. "We moeten er snel zijn, en de huidige voortstuwingstechnologieën zijn een beperkende factor."

Dus wat is zijn dynamische orbitale katapult, en hoe zou het werken?

Het idee is gecentreerd rond zonnezeilen. Zonnezeilen zijn een voortstuwingstechnologie gebaseerd op stellaire druk, of de druk van fotonen van de zon. Door een lamp te gebruiken, reflecterend materiaal om die protonen op te vangen, net zoals het zeil van een zeilboot de wind vangt, ruimtevaartuigen kunnen door de ruimte worden voortbewogen. Kijk naar het LightSail 2-ruimtevaartuig van de Planetary Society, bijvoorbeeld.

Zonnezeilen hebben hun beperkingen. Ze zijn effectief met zeer lichte ruimtevaartuigen. Maar een lichtgewicht ruimtevaartuig maakt allemaal deel uit van het concept van Linares.

Het concept van Linares zou een vloot van statische satellieten aan de randen van ons zonnestelsel zien. Ze zouden een zeer lage verhouding tussen massa en zeiloppervlak hebben. Zelfs aan de randen van ons zonnestelsel, er is genoeg zonlicht om een ​​ruimtevaartuig op zonne-energie voort te stuwen, zolang het zeil groot genoeg is en de massa van het ruimtevaartuig klein genoeg is.

Deze vloot van schildwachten zou hun posities behouden tot we een binnenkomende ISO ontdekten. Linares noemt ze statites, en aangezien ze stationair zijn, hun initiële status heeft een snelheid van nul. Dat is een deel van de truc, en volgens een persbericht, "Eenmaal vrijgelaten, de opgeslagen energie in het zonnezeil zou de zwaartekracht van de zon gebruiken om de staatiet in een vrije valbaan naar de ISO te slingeren, laten inhalen."

Als het goed ging, het ruimtevaartuig zou dan een nanosatelliet kunnen sturen om in een baan om de ISO te draaien en zijn sensoren erop te trainen. Het belangrijkste ruimtevaartuig hoeft niet te vertragen, wat de missie enorm zou compliceren.

"Flyby-missies zijn meestal gemakkelijker omdat je niet hoeft te vertragen - je vliegt langs het object en probeert zoveel mogelijk foto's in dat venster te maken, "zegt Linares. "Een rendez-vous-missie is moeilijker omdat je moet vertragen en de snelheid van het object moet aanpassen, zodat je er een tijdje bij kunt blijven. Maar hoe langer je in de buurt van het interstellaire object kunt blijven, de betere verzameling gegevens die u kunt verzamelen. Goede wetenschap gebeurt van dichtbij."

Linares is niet de enige wetenschapper achter dit concept. Er zijn nog drie andere onderzoekers bij betrokken, waaronder Damon Landau bij JPL. Het team werkt negen maanden aan hun concept. Ze moeten begrijpen of het echt haalbaar is of niet, en ze moeten hun concept uitwerken.

Of dit concept vruchten kan afwerpen, er bestaat geen twijfel over de wetenschappelijke waarde van het van dichtbij bestuderen van een ISO.

"Het bestuderen van een close-up van een interstellair lichaam zou een revolutie teweegbrengen in ons begrip van planeetvorming en evolutie, " zei teamlid Benjamin Weiss van het Department of Earth, Atmosferische en planetaire wetenschappen aan het MIT. "Voor de eerste keer, we konden gevoelige metingen verkrijgen van de bulksamenstelling van andere zonnestelsels. We kunnen ook leren hoe snel en hoe vaak objecten tussen zonnestelsels passeren, die ons de haalbaarheid van de interstellaire overdracht van leven zal vertellen."

NIAC heeft het concept voor Phase One goedgekeurd, een negen maanden durende studie om de levensvatbaarheid te bepalen. Als dat goed gaat, NIAC kan een volgende fase twee goedkeuren, dan een fase drie studie. Dat zou het team meer tijd geven om het concept te ontwikkelen.

NIAC-awards zijn een lastige zaak. Sommige ideeën klinken in eerste instantie misschien ver weg, dus er kan een dunne lijn zijn tussen financierbaar en niet-financierbaar. Zou de Apollo-missie naar de maan gefinancierd zijn door NIAC? Dat is een leuk gedachte-experiment.

"Het winnen van een NIAC-prijs zoals deze is zeer prestigieus, maar ook heel moeilijk omdat de indiener een dunne lijn moet bewandelen tussen een innovatief idee dat bijna als science fiction klinkt, terwijl het gebaseerd is op echte natuurkunde, " zegt Olivier de Weck, een professor in de luchtvaart en ruimtevaart en van technische systemen aan het MIT. "Professor Linares en zijn collega's hebben dit perfect gedaan, en dit concept zal de studie van ISO's op een ongekende manier mogelijk maken door in wezen de twee belangrijkste dingen die we van onze zon krijgen op nieuwe manieren in evenwicht te brengen:zwaartekracht en straling."

Er is wat wetenschappelijk onderzoek gedaan naar "Oumuamua en komeet Borisov, maar veel tijd voor observaties was er niet.

Ongeveer een maand geleden, een paar wetenschappers publiceerden een artikel over "Oumuamua. Ze toonden aan dat het uit zijn eigen zonnestelsel zou kunnen zijn uitgestoten nadat zijn ouderlichaam uit elkaar was gescheurd door getijdenfragmentatie.

Ook in april 2020, een ander artikel toonde aan dat komeet 2L/Borisov gevormd werd in een zeer koude omgeving. Dat artikel toonde aan dat Borisov veel meer koolmonoxide bevatte dan kometen uit ons eigen zonnestelsel.

Maar dit zijn slechts prikkelende hints over de aard van interstellaire objecten.

We zijn in het nadeel bij het bestuderen van deze ISO's, omdat ze zo snel komen en gaan. Als Linares en zijn team een ​​manier kunnen ontwikkelen om ze te bestuderen, dan moeten we het doen. Het klinkt niet alsof het een enorm duur voorstel zou zijn.

Als we onze huidige technologie kunnen gebruiken om deze vreemde objecten beter te begrijpen, we zullen meer leren over andere zonnestelsels, en hoe verschillend - of vergelijkbaar - ze zouden kunnen zijn.

En dan zijn we veel minder dom.