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    Tirachinas orbital dinámico:una idea genial para ponerse al día con un visitante interestelar

    Crédito:Observatorio Europeo Austral, M. Kornmesser

    Pobre, humanidad tonta.

    Solíamos pensar que éramos el centro de todo. Eso no fue hace mucho tiempo y aunque hemos logrado enormes avances en nuestra comprensión de nuestra situación aquí en el espacio, todavía tenemos enormes puntos ciegos.

    Para uno, recién ahora estamos despertando a la realidad de los objetos interestelares que pasan por nuestro sistema solar.

    En 2017, "Oumuamua vino para una breve visita y fue confirmado como un objeto interestelar. Nunca regresará, y pasará una eternidad viajando por el universo.

    Luego, hace pocos meses, detectamos nuestro primer cometa interestelar. Un astrónomo aficionado e ingeniero de telescopios en una fiesta estelar lo descubrió, y fue nombrado en honor a él. Su nombre era Gennadiy Borisov, y ahora se llama Comet 2L / Borisov. Muy genial.

    Pero estos objetos son difíciles de estudiar. Aparecen y se van rápidamente. El cometa Borisov en particular viajaba muy rápido, a 32,2 km / s (20 mp / s) en relación con el sol cuando entra en nuestro sistema solar.

    Entonces, ¿qué tal enviar una nave espacial para visitar a uno de estos visitantes interestelares?

    Gennady Borisov, que vive en Naunchniy cerca del Observatorio de Crimea en Ucrania, descubrió el cometa C / 2013 N4 el 8 de julio. Se muestra aquí con sus dos telescopios. Crédito:Oleg Bruzgalov

    Eso es algo que Richard Linares, profesor asistente en el Departamento de Aeronáutica y Astronáutica (AeroAstro) del MIT, ha estado pensando. Tiene una idea.

    Está desarrollando una idea para una "honda orbital dinámica para encontrarse con objetos interestelares". Ahora la NASA se está involucrando. El Programa de Conceptos Avanzados Innovadores (NIAC) de la NASA proporciona fondos para "conceptos aeroespaciales innovadores que podrían habilitar y transformar misiones futuras". El NIAC ha seleccionado la propuesta de investigación de Linares para la financiación de la Fase Uno.

    El NIAC es una entidad muy conocida en los círculos de la ciencia espacial. Han financiado estudios sobre cosas como sondas del espacio profundo impulsadas por propulsión nuclear ligera, sistemas de devolución de muestras para entornos extremos, un orbitador y módulo de aterrizaje de Plutón impulsados ​​por impulsión de fusión directa, y decenas de otros.

    En un comunicado de prensa del MIT, Linares dijo:"Hay muchos desafíos fundamentales con la observación de ISO de la Tierra, por lo general son tan pequeños que la luz del sol necesita iluminarlos de cierta manera para que nuestros telescopios incluso los detecten ".

    No solo la luz es un problema, también lo es la velocidad del objeto.

    "Y viajan tan rápido que es difícil unirse y lanzar una misión desde la Tierra en la pequeña ventana de oportunidad que tenemos antes de que desaparezca". "Dijo Linares." Tendríamos que llegar rápido, y las tecnologías de propulsión actuales son un factor limitante ".

    Crédito:Universe Today

    Entonces, ¿cuál es su resortera orbital dinámica? y como funcionaria

    La idea se centra en las velas solares. Las velas solares son una tecnología de propulsión basada en la presión estelar, o la presión de los fotones del sol. Usando una luz, material reflectante para atrapar esos protones, al igual que la vela de un velero atrapa el viento, las naves espaciales pueden ser impulsadas a través del espacio. Mire la nave espacial LightSail 2 de la Planetary Society, por ejemplo.

    Las velas solares tienen sus limitaciones. Son efectivos con naves espaciales muy ligeras. Pero una nave espacial liviana es parte del concepto de Linares.

    El concepto de Linares vería una flota de satélites estáticos en los bordes de nuestro sistema solar. Tendrían una relación masa-área de vela muy baja. Incluso en los bordes de nuestro sistema solar, hay suficiente luz solar para propulsar una nave espacial de vela solar, siempre que la vela sea lo suficientemente grande y la masa de la nave espacial sea lo suficientemente pequeña.

    Esta flota de centinelas mantendría sus posiciones hasta que detectamos un ISO entrante. Linares las llama estatitas, y como están estacionarios, su estado inicial tiene velocidad cero. Eso es parte del truco y según un comunicado de prensa, "una vez lanzado, la energía almacenada en la vela solar aprovecharía la atracción gravitacional del sol para lanzar la estatita en una trayectoria de caída libre hacia el ISO, lo que le permite ponerse al día ".

    Si las cosas salieron bien la nave espacial podría enviar un nano-satélite para orbitar el ISO y entrenar sus sensores en él. No habría necesidad de que la nave espacial principal se ralentizara, lo que complicaría enormemente la misión.

    Para garantizar la mejor cobertura de nuestro sistema solar, El profesor asistente del MIT, Richard Linares, imagina una constelación de "estatuas" que se comunican y trabajan juntas, solo activando la estatita en la posición óptima para volar o encontrarse con un objeto interestelar con éxito. Otras estadísticas de la constelación pueden seguir esperando a que aparezca el próximo ISO. Crédito:Richard Linares, MIT

    "Las misiones de sobrevuelo tienden a ser más fáciles porque no requieren que disminuyas la velocidad:pasas volando el objeto y tratas de obtener tantas imágenes como puedas en esa ventana, "dice Linares." Una misión de encuentro es más difícil porque tienes que reducir la velocidad y igualar la velocidad del objeto para que puedas quedarte con él por un tiempo. Pero cuanto más tiempo pueda permanecer cerca del objeto interestelar, el mejor conjunto de datos que pueda recopilar. La buena ciencia ocurre de cerca ".

    Linares no es el único científico detrás de este concepto. Hay otros tres investigadores involucrados, incluido Damon Landau en JPL. El equipo se está tomando un período de nueve meses para trabajar en su concepto. Necesitan entender si es realmente factible o no, y necesitan desarrollar su concepto.

    Si este concepto podría dar frutos o no, no hay duda sobre el valor científico de estudiar una ISO de cerca.

    "Estudiar un primer plano del cuerpo interestelar revolucionaría nuestra comprensión de la formación y evolución de los planetas, "dijo el miembro del equipo Benjamin Weiss del Departamento de la Tierra, Ciencias Atmosféricas y Planetarias en MIT. "Por primera vez, podríamos obtener medidas sensibles de la composición global de otros sistemas solares. También podríamos aprender qué tan rápido y con qué frecuencia transitan los objetos entre los sistemas solares, lo que nos dirá la viabilidad de la transferencia interestelar de vida ".

    NIAC ha aprobado el concepto para la Fase Uno, un estudio de nueve meses para determinar la viabilidad. Si eso va bien El NIAC puede aprobar una segunda fase adicional, luego un estudio de Fase Tres. Eso le daría al equipo más tiempo para desarrollar el concepto.

    Los premios NIAC son un asunto complicado. Algunas ideas pueden parecer exageradas al principio, por lo que puede haber una delgada línea entre financiable y no financiable. ¿La misión Apolo a la luna habría sido financiada por el NIAC? Ese es un experimento mental divertido.

    Una ilustración de la nave Light Sail 2 con sus velas solares desplegadas. Light Sail 2 es probablemente la nave espacial de vela solar más conocida. Crédito:Josh Spradling / The Planetary Society

    "Ganar un premio NIAC como este es muy prestigioso, pero tambien muy dificil, porque el proponente tiene que caminar por una delgada línea entre una idea innovadora que suena casi a ciencia ficción y que se basa en la física real, "dice Olivier de Weck, profesor de aeronáutica y astronáutica y de sistemas de ingeniería en el MIT. "El profesor Linares y sus colegas lo han hecho a la perfección, y este concepto permitirá el estudio de los ISO de una manera sin precedentes al equilibrar esencialmente las dos cosas principales que obtenemos de nuestro sol de nuevas formas:la gravedad y la radiación ".

    Se ha realizado una investigación científica sobre "Oumuamua y el cometa Borisov, pero no hubo mucho tiempo para las observaciones.

    Hace más o menos un mes, un par de científicos publicaron un artículo sobre "Oumuamua. Demostraron que podría haber sido expulsado de su sistema solar doméstico después de que su cuerpo padre fuera destrozado por la fragmentación de las mareas".

    También en abril de 2020, otro artículo mostró que el cometa 2L / Borisov se formó en un ambiente muy frío. Ese documento mostró que Borisov contenía mucho más monóxido de carbono que los cometas de nuestro propio sistema solar.

    Pero estos son solo pistas tentadoras sobre la naturaleza de los objetos interestelares.

    Estamos en desventaja al estudiar estos ISO, porque van y vienen muy rápido. Si Linares y su equipo pueden desarrollar una forma de estudiarlos, entonces deberíamos hacerlo. No parece que sea una propuesta enormemente cara.

    Una imagen del Hubble del cometa 2IBorisov de octubre de 2019. Crédito:NASA, ESA, y D. Jewitt (UCLA)

    Si podemos aprovechar nuestra tecnología actual para comprender mejor estos objetos extraños, aprenderemos más sobre otros sistemas solares, y cuán diferentes (o similares) podrían ser.

    Y entonces seremos mucho menos tontos.


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