Image ©wikimedia Une mission sur le mystérieux astéroïde est techniquement réalisable, mais ce n'est peut-être pas la meilleure façon d'étudier des objets interstellaires.
Un astéroïde inhabituel
En octobre 2017, un télescope de chasse aux astéroïdes à Hawaï a détecté quelque chose d'inhabituel. Un objet en forme de cigare d'environ deux fois la taille de la Tour Eiffel le réservait au-delà de la Terre à près de 60 000 miles par heure - et semblait accélérer. Connu sous le nom de Oumuamua, un mot hawaïen signifiant "éclaireur", l'objet avait les caractéristiques à la fois d'une comète et d'un astéroïde. Ses caractéristiques bizarres ont conduit les astronomes à conclure qu'il s'agissait d'un intrus cosmique: un morceau géant de roche qui s'est formé dans un autre système stellaire et a explosé lors d'un voyage à travers l'espace interstellaire il y a des milliards d'années.
«Oumuamua a été le premier objet interstellaire jamais détecté dans notre système solaire. Au cours des trois dernières années, un flux constant de documents de recherche a émis des hypothèses sur son origine, sa chimie et même la possibilité qu'il s'agisse d'un vaisseau spatial extraterrestre. L'astéroïde recule rapidement dans l'espace lointain, ce qui le rend difficile à observer à l'aide de télescopes sur Terre. Cela signifie que beaucoup de questions sur «Oumuamua peuvent ne jamais être répondues - à moins, bien sûr, que nous envoyions un vaisseau spatial pour l'intercepter.
C'est l'objectif du projet Lyra , une mission proposée par un organisme britannique à but non lucratif appelé Initiative for Interstellar Studies, qui finance des projets d'éducation et de recherche visant à nous emmener dans les étoiles. Le groupe a annoncé le projet Lyra deux semaines seulement après la découverte d'Oumuamua et en mai, Acta Astronautica publiera la version mise à jour de sa mission proposée pour chasser l'astéroïde.
«Nous savons maintenant qu'une telle mission, au moins en principe, est réalisable», explique le développeur de logiciels Adam Hibberd, un volontaire de l'initiative qui a construit le logiciel pour concevoir la trajectoire du projet Lyra. "Le retour scientifique possible serait énorme et pourrait fondamentalement modifier notre compréhension de notre place dans l'univers."
«Oumuamua s'éloigne actuellement de la Terre à près de deux fois la vitesse de Voyager 1, le vaisseau spatial le plus rapide jamais construit. L'astéroïde parcourt environ 500 millions de miles par an - la distance moyenne entre la Terre et Jupiter - ce qui signifie qu'il entrera dans l'espace interstellaire à la fin des années 2030. Pour rattraper l'astéroïde, le projet Lyra propose de lancer un vaisseau spatial sur l'une des fusées les plus puissantes du monde - le Falcon Heavy de SpaceX ou le prochain système de lancement spatial de la NASA - et d'utiliser les aides à la gravité de Jupiter et du soleil pour lancer une fusée vers l'astéroïde. Le vaisseau spatial serait équipé d'un propulseur de fusée qui se déclencherait alors qu'il tournait autour du soleil pour l'aider à prendre de la vitesse.
La nouvelle proposition de mission du projet Lyra suggère de lancer le vaisseau spatial dès 2030. Il intercepterait Oumuamua vers 2049 lorsque l'astéroïde est environ cinq fois plus éloigné du soleil que Pluton. À titre de comparaison, Voyager 1, qui a pénétré plus profondément dans l'espace interstellaire que tout autre objet créé par l'homme dans l'histoire, a parcouru 15 milliards de miles en 40 ans. Le vaisseau spatial Project Lyra devrait parcourir 20 milliards de miles en deux fois.
Des idées de missions interstellaires
«Malheureusement, nous ne pouvons pas simplement lancer l'année de notre choix», déclare Hibberd. «Pour que les missions soient réalisables en utilisant la technologie actuelle, nous comptons sur Jupiter qui prend un certain point sur son orbite de 12 ans autour du soleil, et les opportunités suivent donc un cycle d'environ 12 ans.»
Marshall Eubanks, scientifique en chef chez Space Initiatives, une entreprise travaillant sur les petits systèmes satellitaires et coauteur du nouveau document du projet Lyra, voit la mission comme un tremplin vers des missions interstellaires plus ambitieuses. Par exemple, Breakthrough Starshot, une mission interstellaire financée par le milliardaire Yuri Milner, veut utiliser des lasers géants pour envoyer une flotte de sondes miniatures à notre voisin stellaire le plus proche, Alpha Centauri. Eubanks dit qu'une mission interstellaire à 'Oumuamua serait "beaucoup plus facile" que de se rendre à Alpha Centauri. Mais il reconnaît que la mission serait toujours confrontée à une multitude de défis, y compris le simple fait de trouver 'Oumuamua dans le désert de l'espace interstellaire.
«Il y a une justification scientifique très forte pour une mission vers un objet interstellaire», explique Eubanks. "La question à laquelle nous sommes confrontés en ce moment est: qu'est-ce qui est réaliste?"
À ce stade, toute mission interstellaire est un long retard qui doit surmonter une multitude de défis techniques et de dilemmes de financement. Si le but est simplement de visiter un objet interstellaire, nous ferions probablement mieux d'attendre qu'ils viennent vers nous, plutôt que de les chasser au-delà du système solaire, explique Darryl Seligman, un doctorant en astrophysique à l'Université de Yale. «Les objets interstellaires sont des restes d'étoiles et de planètes qui se sont formées ailleurs dans la galaxie et ils sont acheminés par FedEx directement sur Terre», explique Seligman. "Vous ne pouvez pas ne pas profiter de quelque chose comme ça."
En 2018, Seligman et son conseiller, le professeur d'astronomie de Yale, Gregory Laughlin, ont rédigé un article qui montrait qu'il était possible d'intercepter des objets interstellaires traversant le système solaire intérieur en utilisant la technologie de fusée et d'engin spatial actuellement disponible. Seligman et d'autres astronomes ont calculé que le système solaire est probablement inondé d'objets interstellaires - nous ne sommes tout simplement pas encore très bons pour les trouver. (En effet, un deuxième objet interstellaire , 2I / Borisov, a été découvert seulement un an après 'Oumuamua par un astronome amateur en Crimée.) Les astronomes espèrent que lorsque la nouvelle génération de télescopes géants comme le grand télescope synoptique du Chili entrera en ligne, nous commencerons trouver des objets interstellaires sur une base régulière.
Intercepter un objet interstellaire qui passe près de la Terre est une question de timing. Avec suffisamment d'avertissement préalable, il serait relativement facile de lancer un vaisseau spatial à partir de la Terre avec une vitesse suffisante pour intercepter une Comète ou un astéroïde entrelacé, une manœuvre que Seligman compare à «marcher devant un bus». Les astronomes ont détecté 'Oumuamua juste avant qu'il ne commence son voyage hors de notre système solaire, ce qui est beaucoup trop tard pour lancer une mission d'interception. Mais si nous avions un vaisseau spatial prêt à partir quand 'Oumuamua est passé, Seligman et Laughlin ont découvert que nous aurions pu lui rendre visite.
L'année dernière, l'Agence spatiale européenne a approuvé la mission Comet Interceptor, qui pourrait être le premier vaisseau spatial à effectuer un survol d'un objet interstellaire. En 2028, le Comet Interceptor sera lancé à L2, un point dans l'espace où l'attraction gravitationnelle de la Terre et du Soleil s'annule. L2 est essentiellement un parking pour vaisseau spatial, et le Comet Interceptor y restera jusqu'à ce qu'il trouve une cible juteuse - soit une Comète immaculée faisant son premier voyage dans le système solaire intérieur, soit un objet interstellaire.
Lorsque le Comet Interceptor approche de sa marque, il se divisera en trois petits vaisseaux spatiaux. L'un gardera ses distances, prendra des photos et collectera des données à environ 600 miles de la comète. Les deux autres plongeront vers le noyau de la Comète pour échantillonner le gaz et la poussière volant au-dessus de sa surface et mesurer son champ magnétique. L'intercepteur de comètes aidera les scientifiques à mieux comprendre comment notre système solaire s'est formé en étudiant un morceau préservé de ses débuts. Et si la Comète se trouve être un objet interstellaire, elle fournirait une fenêtre sur la formation d'un système solaire étranger.
Cela signifie-t-il qu'une mission d'intercepter Oumuamua dans l'espace interstellaire est définitivement hors de propos? Pas nécessairement. 2I / Borisov ressemblait exactement à ce à quoi les astronomes pensaient qu'un objet interstellaire ressemblerait - une Comète normale - et Seligman dit que nous pouvons nous attendre à ce que les objets interstellaires à l'avenir soient similaires. Mais 'Oumuamua est une excentrique. En entrant dans le système solaire intérieur, il ne crachait pas de panaches de gaz comme une comète, il avait une forme allongée bizarre, il s'effondrait de bout en bout et accélérait légèrement sans raison évidente. Si nous découvrons plus d'objets interstellaires et qu'aucun d'entre eux ne ressemble à 'Oumuamua, il pourrait être utile de chasser l'astéroïde au-delà du système solaire pour l'étudier comme un spécimen unique.
"Si nous trouvons plus d'objets comme 'Oumuamua, je pense que le désir de visiter cet objet particulier diminuera", explique Eubanks. "Mais si dans 10 ans c'est toujours le seul de son genre que nous ayons trouvé, je pense qu'il sera beaucoup plus attrayant d'y aller."
Bien que l'Initiative pour les études interstellaires prévoit de publier les conceptions d'un vaisseau spatial Project Lyra, rien n'indique qu'il sera jamais construit. Même si c'est techniquement faisable sur papier, cela coûterait beaucoup d'argent pour chasser un astéroïde au-delà du système solaire. Des engins spatiaux avancés pour les voyages interstellaires ont été proposés par des organisations indépendantes dans le passé, mais ils n'ont jamais abouti. Pourtant, maintenant que les responsables de la NASA envisagent sérieusement les voyages interstellaires , des concepts comme le projet Lyra peuvent alimenter la pensée radicale nécessaire pour une mission dédiée au-delà du système solaire.
Le projet Lyra finira probablement par être une expérience de pensée ou un déclencheur de conversation plutôt que le plan d'une véritable mission. Mais si Seligman a raison, nous pourrions ne pas avoir à chasser Oumuamua à travers le cosmos pour se rapprocher de ces bizarreries spatiales. Il y a beaucoup à apprendre sur les visiteurs interstellaires qui traversent notre propre arrière-cour.
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