Gökbilimcilerin Güneş Sistemi’mizde dolaşırken tespit ettiği, yıldızlararası uzaydan gelen ilk nesne olan Oumuamua'yı keşfetmek için yeni bir görev önerildi.
Initiative for Interstellar Studies temsilcisi Adam Hibberd yaptığı açıklamada "Artık en azından prensipte böyle bir görevin ulaşılabilir olduğunu biliyoruz" dedi.
Yıldızlararası Çalışmalar Girişimi'nin Lyra Projesi olarak adlandırdığı önerilen görev, lojistikten finansa ve saf fiziğe kadar olağanüstü zorluklarla karşılaşacak.
Her şeyden önce Oumuamua, şu anda Güneş Sistemi’nin dışına doğru hızla çıkıyor ve her yıl, Dünya'dan Jüpiter'e yapılan bir yolculukla yaklaşık olarak aynı mesafeyi kat ediyor.
Hibberd ve meslektaşları 'Oumuamua' görevini başlatmayı 2030 yılına kadar beklemeyi öneriyorlar, o zaman uzaktaki bir nesneye inanılmaz hızlarda bir görev durumunda olacağını söylüyorlar.
Yıldızlararası nesnelerle (ISO’lar) buluşmak ve onları incelemek için gelişmiş tahrik teknolojisine dayanan Yıldızlararası Araştırmalar Enstitüsü’nün (i4is) bir önerisi olan Project Lyra’nın araştırmalarına göre, misyon konsepti 2028’de başlatılsa ve karmaşık bir Jüpiter Oberth manevrası (JOM) gerçekleştirseydi, 26 yıl içinde ‘Oumuamua’yı yakalayabilecekti.
30 Ekim 2017’de, ‘Oumuamua’nın tespit edilmesinden iki haftadan kısa bir süre sonra, Yıldızlararası Araştırmalar Girişimi (i4is) Lyra Projesi’ni başlattı. Bu konsept çalışmasının amacı, ‘Oumuamua ile buluşma misyonunun mevcut veya yakın vadeli teknolojileri kullanarak mümkün olup olmadığını belirlemekti. O zamandan beri, i4is ekibi nükleer-termal tahrik (NTP) ve 20 yıl içinde Alpha Centauri’ye ulaşmak için bir yıldızlararası görev konsepti olan Breakthrough Starshot’a benzer bir lazer yelkenli kullanarak ISO’yu yakalamayı düşünen çalışmalar yürüttü.
Çalışmalarında tanımladıkları gibi, yakın vadeli teknolojileri kullanarak Oumuamua’ya ulaşmak için daha önce önerilen yöntemlerin çoğu, bir Güneş Oberth manevrası (SOM) gerektirir. Mükemmel bir örnek, Max Planck Astronomi Enstitüsü’nden (MPIA) araştırmacı Coryn Bailer-Jones’un önerisi olan Sundiver’dır. Bir önceki makalesinde bu kavram hafif bir yelkenle çok yüksek bir hız elde etmek için güneşin radyasyon basıncına dayanır.
“Oberth etkisinin ilkesi, Sundiver durumunda, yörüngede olduğunuz bedene, yani Güneş’e göre en hızlı hareket ettiğinizde desteğinizi uygulamaktır” dedi. “Yörüngenizde Güneş’e ne kadar yakın olursanız, o kadar hızlı olursunuz. Oberth etkisinden yararlanmak için Güneş’e mümkün olduğunca yaklaşmanız gerekir.
SOM ve diğer Oberth manevralarının kalbinde, 1970’lerin başından beri Güneş Sistemi’ni keşfetmek için kullanılan yerçekimi yardımı olarak bilinen bir teknik var. Bu teknik, uzay aracı, “yardım” sağlayan ikinci bir gövde (tipik olarak büyük bir gezegen) ve uzay aracının yolunun kontrol edildiği merkezi gövde dahil olmak üzere üç gövdenin yerçekimi kuvvetinin kullanılmasını içerir.
i4is araştırmacısı Adam Hibberd, “Project Lyra: A Mission to Oumuamua, solar Oberth manevrası” başlıklı bu son Lyra çalışmasının baş yazarıydı. i4is’e katılmadan önce Hibberd, Optimum Gezegenler Arası Yörünge Yazılımını (OITS) geliştiren bir havacılık mühendisiydi. ‘Oumuamua tespit edildiğinde, hedef olarak bu ISO ile OITS’i kullanmaya karar verdi. Lyra Projesi’ni öğrendikten kısa bir süre sonra onlara ve araştırma çabalarına katıldı.
Güneş Oberth manevrası (SOM), Güneş Sitemi’nden çıkmak için hızdaki üç ayrı değişikliğe dayanır. Bunlar şunları içerir:
-Dünya’da, uzay aracının Güneş’ten en uzak mesafesini (aphelion) artırmak için,
-Aphelion’da yavaşlamak ve Güneş’e yaklaşmak,
-Güneşe en yakın noktada, uzay aracı en hızlı şekilde hareket ederken, ekstra bir destek elde etmek için SOM, Güneş sisteminden yüksek hızlar üretmek için yakıt açısından en uygunudur. Bu tam olarak bir ISO’yu yakalamak için gereken şeydir.
“Ancak, bu teorik kurulum Jüpiter’i göz ardı ediyor. Bu nedenle, buna küçük bir değişiklik olarak, 2. adımda ters Jüpiter yerçekimi yardımı ile yavaşlarsak, o zaman daha da az yakıtla kaçış sağlayabiliriz. Bunun nedeni SOM’dur, yüksek hızlar üretmede o kadar verimli ki, ISO’lara yönelik misyonları araştırmak için kullanıldı.”
SOM’a alternatifler arayan Hibbert ve meslektaşları, Jüpiter’in güçlü yerçekimini birleştirecek, zamanla test edilmiş bir rota kullanmayı düşündüler. Bunun için motivasyonlarının bir kısmı, bir güneş yerçekimi yardım manevrasının sunduğu doğal zorluklardı. Bu manevra kağıt üzerinde harika görünse de daha önce hiç uygulanmadı ve bu nedenle düşük teknoloji hazırlık düzeyi (TRL) derecesine sahip.
Dahası, uzay aracı 3. adımda perihelion’a ulaştığında (3 ila 10 güneş yarıçapı arasında) ne kadar ısıtmanın gerçekleşeceği sorunu var.
“Belirli bir Güneş mesafesi için bir kalkan tasarımının gerekli olduğu önceki görevlerden farklı olarak, Yıldızlararası Sonda görevi, bir uzay aracının güneşe gerçekçi bir şekilde ne kadar yaklaşabileceğini görmektir. Güneş mesafesi azaldıkça, umbra açısı artar ve uzay aracının boyutu artar. Kalkan, uzay aracına göre önemli ölçüde büyür.
“Kavramsal bir tasarım çabası, tam tasarımın tüm malzeme tasarımı, fabrikasyon ve test sınırlamalarını içeremeyeceğinden, izin verilen güneş mesafesinin nihai önerisi, tasarımın çok zordan imkansıza doğru hareket ettiği yere göre yapılır.”
Parker Solar Probe’un fazlasıyla gösterdiği gibi, Güneş’e yaklaşmak, aşırı ısı ve radyasyonla başa çıkabilen bir ısı kalkanı gerektirir. Parker örneğinde, bu kalkan yaklaşık 2,44 metre (8 ft) çapındadır ve yaklaşık 72,5 kg (160 lbs) ağırlığındadır. Lyra için bir ısı kalkanının boyutu ve kütlesi aynı olmasa da, bir güneş ısı kalkanının ışık yelkeni için çok fazla ek kütle ile sonuçlanacağını belirtmek lazım.
Alternatif olarak, Hibberd ve ekibi, Dünya’dan fırlatılacak, Venüs ve Dünya’nın etrafında dönecek, bir derin uzay manevrası (DSM) yürütecek, tekrar Dünya’nın yanında sallanacak ve ardından Jüpiter’i kullanarak bir yerçekimi yardımı alacak bir Jüpiter Oberth manevrası (JOM) önerdi. Bu, VE-DSM-EJ kısaltması veya daha yaygın olarak kullanılan VEE-GA—Venüs, Dünya, Dünya, Yerçekimi Yardımı ile özetlenir. Hibberd’in belirttiği gibi, bu manevranın bir SOM’a göre birkaç avantajı olacaktır, bunların arasında:
“Ağır bir ısı kalkanı gerektirmez ve ayrıca aşağıdakilere ihtiyaç duymaz:
a) Jüpiter’den güneş Oberth’e yaklaşık 5,2 astronomik birimlik (au) fazladan bir seyahat mesafesi, b) Jüpiter’in ek bir 5.2 au’luk yörüngesi etrafında bir başka yolculuk. Hem (a) hem de (b), bir Jüpiter Oberth manevrası için gerekli olmayan bir SOM için zaman alacaktır.”
“JOM, Lyra Projesi’nin mevcut veya yakın vadeli teknolojiyi kullanarak seçenekler bulma görevinin anahtarı olan bir keşiftir, esasen, SOM’dan farklı olarak daha önce denenmemiş herhangi bir donanım veya manevra gerektirmez. JOM tarafından üretilen daha düşük kaçış hızları, görev süresinin daha uzun olması gerektiği anlamına gelir.”
Hibberd ve ekibinin belirlediği bir diğer avantaj, uzay aracının varış hızıydı; bu hız, bir SOM’a dayalı olandan çok daha yavaş olurdu. 18 km/s (64.800 km/sa; 40.265 mph) ve 30 km/s (108.000 km/s) h; 67.108 mil). Bu, uzay aracına yaklaşma ve ayrılma sırasında ‘Oumuamua’yı analiz etmesi için daha fazla zaman verecektir. 2028’deki bir fırlatma penceresine dayanarak, bir Project Lyra uzay aracının 2054 yılına kadar ‘Oumuamua’ya yetişebileceğini belirlediler.
Kaynak: https://futurism.com/proposed-mission-explore-interstellar-object-oumuamua