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Se for lançada em 2028, uma espaçonave pode alcançar Oumuamua em 26 anos

Proposto inicialmente em 2017, o Projeto Lyra estuda a viabilidade de uma missão de encontro com o objeto interestelar.

Naves laser navegando em Oumuamua, o asteroide interestelar. Créditos da imagem: Maciej Rebisz.

Em outubro de 2017, o objeto interestelar 'Oumuamua passou pelo nosso Sistema Solar, deixando muitas perguntas em sua esteira. Não só foi o primeiro objeto desse tipo a ser observado, mas os dados limitados que os astrônomos obtiveram quando ele disparou para fora do nosso Sistema Solar deixaram todos eles coçando a cabeça.

Ainda hoje, quase cinco anos depois que este visitante interestelar fez seu sobrevoo, os cientistas ainda estão incertos sobre sua verdadeira natureza e origens. No final, a única maneira de obter algumas respostas reais de 'Oumuamua é alcançá-lo.

Curiosamente, há muitas propostas sobre a mesa para missões que poderiam fazer exatamente isso. Considerando o Projeto Lyra, uma proposta do Instituto de Estudos Interestelares (i4is) que dependeria de tecnologia avançada de propulsão para se encontrar com objetos interestelares ("ISOs" em inglês) e estudá-los.

De acordo com seu último estudo, se seu conceito de missão fosse lançado em 2028 e realizasse uma complexa Manobra por Júpiter Oberth (JOM), ele seria capaz de alcançar 'Oumuamua em 26 anos.

O conceito proposto deste projeto foi determinar se uma missão de encontro com 'Oumuamua era viável usando tecnologias atuais ou de curto prazo. Desde então, a equipe do i4is tem conduzido estudos que consideraram alcançar a ISO usando propulsão nuclear-térmica (NTP) e uma vela laser, semelhante ao "Breakthrough Starshot" – um conceito de missão interestelar para alcançar Alpha Centauri em 20 anos.

Como eles descrevem em seu estudo, a maioria dos métodos anteriormente propostos para atingir 'Oumuamua usando tecnologias de curto prazo exigem uma Manobra Solar Oberth ("SOM" em inglês).

Um exemplo é o "Sundiver", uma proposta feita pela pesquisadora Coryn Bailer-Jones do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA). Este conceito se baseia na pressão de radiação do Sol para obter uma velocidade muito alta com uma vela leve.

Outra técnica bem conhecida é a de assistência gravitacional que tem sido usada para explorar o Sistema Solar desde o início da década de 1970. Esta técnica envolve o uso da força gravitacional de três corpos, incluindo a espaçonave, um segundo corpo que fornece a "assistência" (tipicamente um grande planeta), e o corpo central sobre o qual o caminho da espaçonave está sendo controlado (Efeito Estilingue).

Impressão artística de uma sonda do Projeto Lyra encontrando-se com um objeto interestelar (ISO). Créditos da imagem: i4is.

A Manobra Solar Oberth (SOM) conta com três mudanças discretas na velocidade (também conhecida como impulsos) para sair do Sistema Solar. Estes incluem:

  1. Na Terra, para aumentar a maior distância da nave espacial do Sol (afélio);
  2. No afélio, para desacelerar e cair perto do Sol;
  3. No ponto mais próximo do Sol (periélio) quando a espaçonave está viajando para ele mais rápido para obter um impulso extra.
"Este cenário de 3 impulsos foi descoberto por Theodore Edelbaum em 1959, embora o termo "SOM" pareça ter ficado preso. É o combustível ideal para gerar altas velocidades fora do sistema solar. Isso é precisamente o que é necessário para pegar um objeto interestelar, quando este passou o periélio e está se afastando rapidamente do sol."

"No entanto, essa configuração teórica seria desconsiderando Júpiter. Porém, com uma pequena modificação para isso, se diminuirmos a velocidade na etapa 2 com a ajuda de uma assistência gravitacional de Júpiter reversa, então podemos conseguir escapar com ainda menos combustível. Isso porque o SOM é tão eficiente na geração de altas velocidades que tem sido usado para pesquisar missões aos 'ISOs'."

Procurando alternativas para um SOM, Hibbert e seus colegas consideraram usar uma rota testada pelo tempo que incorporaria a poderosa atração gravitacional de Júpiter. Parte de sua motivação para isso foram os desafios inerentes que uma manobra de assistência à gravidade solar apresenta. Embora esta manobra pareça ótima no papel, ela nunca foi executada antes e, portanto, tem uma baixa classificação de Nível de Prontidão Tecnológica (TRL).

Confira abaixo um vídeo de uma simulação que mostra como seria a trajetória, utilizando Júpiter até Oumuamua (Créditos: Canal do Adam Hibberd):


Tendo em vista alguns aspectos, a utilização de Júpiter, como "assistente", têm algumas vantagens, como não necessitar de um escudo térmico bem resistente ao calor extremo e a radiação, que seria indispensável para uma grande aproximação do Sol, sendo este relativamente grande e pesado (o escudo da sonda Parker Solar Probe possui 2,44 metros de diâmetro e pesa 72,5 kg - isso como referência, não que a Lyra precisasse das mesmas dimensões, mas de qualquer forma, seria um aumento na sua massa).

A missão da Sonda Interestelar seria a missão de maior alcance até agora, ultrapassando as sondas Voyager e New Horizons. Crédito: NASA/JHUAPL.

Outra vantagem que Hibberd e sua equipe identificaram foi a velocidade de chegada da espaçonave, que seria muito mais lenta do que utilizando um SOM – 18 km/s (64.800 km/h; 40.265 mph) vs. 30 km/s (108.000 km/h; 67.108 mph). Isso daria à espaçonave mais tempo para analisar 'Oumuamua durante a aproximação e partida. Com base em uma janela de lançamento de 2028, eles determinaram que uma nave espacial Project Lyra seria capaz de alcançar 'Oumuamua até 2054.





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