科学家计划2028年发射光帆飞船追赶奥陌陌，预计2054年赶

　　原文MATTWILLIAMS
　　翻译Linvo
　　2017年10月，星际访问奥陌陌穿过了我们的太阳系，并留下了诸多谜题。它不仅是有史以来观测到的第一个星际天体，而且天文学家们从它冲出太阳系时获得的有限数据，也让他们摸不着头脑。即使是在这位星际访客飞掠地球5年后的今天，科学家们仍然不能确定它的真相和起源。最后，要想从中得到一些真正的答案，唯一的方法就是追上它。
　　有趣的是，现在已经有许多关于可以做到这一点的任务的提议摆在桌面上。以天琴座计划（ProjectLyra）为例，该计划由星际研究所（i4is）提出，它将依靠先进的推进技术与星际物体（ISOs）会合并对其进行研究。根据他们的最新研究，如果他们的任务概念在2028年发射，并执行复杂的木星奥伯斯机动（JOM），它将能够在26年内赶上奥陌陌。
　　2017年10月30日，奥陌陌被发现后不到两周，星际研究倡议组织（i4is）启动了天琴座计划（ProjectLyra）。这项研究的目的是确定使用当前最新的技术与奥陌陌会合的任务是否可行。从那以后，i4is团队进行了一些研究，考虑使用核热推进（NTP）和一艘类似于突破摄星的激光帆船来追赶星际物体，突破摄星是一项星际任务概念，旨在在20年内到达半人马座星（译者注：即比邻星）。
　　正如他们在研究中所描述的那样，之前提出的利用最新技术达到奥陌陌的大多数方法都需要太阳奥伯斯机动方式（SOM）。一个完美的例子是Sunper，这是由马克斯普朗克天文研究所（MPIA）的研究员CorynBailerJones提出的。这个概念是一个光帆，依靠太阳的辐射压力来获得一个非常高的速度。
　　他说：奥伯斯效应的原理是，当你相对于绕轨道运行的物体移动得足够快时，即Sunper的情况下，你就会得到助推。在你的轨道上，你离太阳越近，你就会越快。因此，为了利用奥伯斯效应，你需要尽可能地靠近太阳。
　　SOM和其他奥伯斯类方式的核心是一项被称为引力助推的技术，自20世纪70年代初以来，这项技术一直被用于探索太阳系。这项技术需要利用三个物体的引力，包括航天器、提供助推的第二物体（通常是一颗大行星）和控制航天器路径的中心物体。
　　AdamHibberd，i4is的研究员，是最近天琴座计划研究的主要作者，在加入i4is之前，Hibberd是一个航天工程师，他开发了最佳星际轨道软件（OITS）。当奥陌陌被探测到时，他决定使用OITS和这个ISO作为预定目的地。在了解了天琴座计划后，他很快加入了他们的研究工作。
　　SOM依赖于三个离散的速度变化离开太阳系。这些包括：
　　1、在地球上，增加航天器远日点的距离（远日点），
　　2、在远日点，减速并接近太阳，
　　3、在近日点，航天器以最快的速度飞行以获得额外的助推
　　西奥多埃德尔鲍姆（TheodoreEdelbaum）于1959年发现了这三种方式的情景，尽管SOM一词似乎已经被沿用了下来。它是在太阳系外高速飞行的最佳燃料。当ISO已经经过近日点并迅速远离太阳时，这正是捕捉ISO所需要的。
　　然而，这个理论没有考虑到木星。因此，作为一个轻微的修改，如果我们在第二步的帮助下，在反向木星引力的帮助下减速，那么我们可以实现更少的燃料逃逸。这是因为SOM在产生高速方面非常有效，它已经被用于ISO的研究任务。
　　为了寻找SOM的替代方案，希伯特和他的同事考虑走一条经过时间考验的路线，该路线将结合木星强大的引力。他们这样做的部分原因是太阳引力助推所带来的固有挑战。虽然这一演习在纸面上看起来很棒，但它以前从未执行过，因此技术就绪水平（TRL）评级较低。
　　星际探测器任务将是迄今为止到达最远的任务，将超过旅行者号和新视野号探测器。
　　更重要的是，当光帆在第三步（3到10太阳半径之间）到达近日点时，会发生多少热量的问题。这些问题在美国宇航局最近的一项名为星际探测：人类星际空间之旅的太阳和空间物理概念研究中得到了解决。这项研究是为太阳和空间物理20232032年十年调查而进行的，其中包括星际探测器的概念。在附录D2。2中写道，该研究探讨了太阳奥伯斯背景下的热保护：
　　与之前的任务不同的是，在给定的太阳距离下，需要防护罩设计，而星际探测器的挑战是看一艘航天器实际上能多接近太阳。随着与太阳距离的减小，本影角增大，相对于航天器而言，遮阳罩的尺寸将显著增大。
　　因为初期设计工作不能包括整个设计的所有材料设计、制造和测试限制，所以基于设计的建议最终安全太阳距离似乎是不可能的。
　　正如帕克太阳探测器所充分证明的那样，要接近太阳，需要一个能承受极端热量和辐射的隔热罩。以帕克为例，它的防护罩直径约为2。44米，重约72。5公斤。虽然与天琴座计划的隔热罩的大小和质量不一样，但可以肯定的是，太阳隔热罩会给光帆带来很多额外的质量。
　　一群激光帆飞船离开太阳系
　　作为替代方案，Hibberd和他的团队推荐木星奥伯斯机动方式（JOM），它将从地球发射，然后绕金星和地球旋转，进行深空运行（DSM），再次通过地球旋转，然后利用木星的引力获得引力助推。这是由缩写VEDSMEJ，或更常用的VEEGA金星，地球，地球，引力助推。正如希伯德所指出的，与SOM相比，这种策略有几个优势，其中包括：
　　它不需要一个沉重的隔热罩，也不需要：
　　A）从木星到太阳奥伯斯的额外旅行距离（约为5。2天文单位）
　　B）再回到木星轨道的额外旅行距离
　　这两个（A）和（B）都需要SOM的时间，而木星奥伯斯机动方式不需要。
　　JOM是一个发现，它是天琴座项目的关键所在，可以使用最先进的技术找到选择，因为它本质上不需要任何以前没有尝试过的硬件或操作，不像SOM。然而，尽管由于不需要上述（A）和（B）项而节省了时间，但JOM产生的较低逃逸速度意味着任务持续时间必须更长。
　　Hibberd和他的团队发现的另一个优势是航天器的到达速度，这将比依赖SOM的航天器慢得多18公里秒vs。30公里秒。这将给天琴座计划航天器更多的时间来分析奥陌陌在接近和离开时的情况。基于2028年的发射窗口，他们确定天琴座项目的光帆将能够在2054年赶上奥陌陌。
　　考虑到奥陌陌是我们能接近的最接近的星际物质，这项任务的科学回报将是不可估量的。由于该任务的成本相对较低，人类可以在本世纪中叶首次瞥见其他星系的情况。更重要的是，这将是一个最终解决奥陌陌多年前历史性地飞越地球时提出的许多问题的机会！
　　是氮冰山吗？是外星人吗？是完全不同的东西吗？如果我们处理得当，到本世纪中叶我们就会知道所有这些问题的答案！原文：
　　https：www。universetoday。com154028iflaunchedby2028aspacecraftcouldcatchupwithoumuamuain26years