De retour en octobre, l'annonce que le premier astéroïde interstellaire a déclenché une vague d'excitation. Depuis cette époque, les astronomes ont effectué des observations de suivi de l'objet connu sous le nom de 1I/2017 U1 (alias 'Oumuamua) et ont noté des choses plutôt intéressantes à son sujet. Par exemple, des changements rapides de sa luminosité, il a été déterminé que l'astéroïde est rocheux et métallique, et plutôt de forme étrange.

Les observations de l'orbite de l'astéroïde ont également révélé qu'il avait fait son passage le plus proche de notre Soleil en septembre 2017, et il est actuellement sur le chemin du retour dans l'espace interstellaire. A cause des mystères que ce corps détient, il y a ceux qui préconisent qu'il soit intercepté et exploré. L'un de ces groupes est Project Lyra, qui a récemment publié une étude détaillant les défis et les avantages qu'une telle mission présenterait.

L'étude, qui a récemment paru en ligne sous le titre « Project Lyra :Sending a Spacecraft to 1I/'Oumuamua (former A/2017 U1), l'astéroïde interstellaire", a été menée par des membres de l'Initiative for Interstellar Studies (i4iS) - une organisation bénévole qui se consacre à faire des voyages spatiaux interstellaires une réalité dans un avenir proche. L'étude a été soutenue par Asteroid Initiatives LLC, une société de prospection d'astéroïdes qui se consacre à faciliter l'exploration et l'exploitation commerciale des astéroïdes.

Récapituler, quand 'Oumuamua a été observé pour la première fois le 19 octobre, 2017, par des astronomes utilisant le télescope d'enquête panoramique et le système de réponse rapide de l'Université d'Hawaï (Pan-STARRS), l'objet (alors connu sous le nom de C/2017 U1) était initialement considéré comme une comète. Cependant, des observations ultérieures ont révélé qu'il s'agissait en fait d'un astéroïde et il a été renommé 1I/2017 U1 (ou 1I/`Oumuamua).

Les observations de suivi effectuées à l'aide du Very Large Telescope (VLT) de l'ESO ont pu imposer des contraintes sur la taille de l'astéroïde, luminosité, composition, couleur et orbite. Ceux-ci ont révélé que `Oumuamua mesurait quelque 400 mètres (1312 pieds) de long, est très allongé, et tourne sur son axe toutes les 7,3 heures – comme l'indique la façon dont sa luminosité varie d'un facteur dix.

Il était également déterminé à être riche en roches et en métaux, et contenir des traces de tholins – des molécules organiques qui ont été irradiées par les rayons UV. L'astéroïde a également une orbite extrêmement hyperbolique - avec une excentricité de 1,2 - qui le fait actuellement sortir de notre système solaire. Les calculs préliminaires de son orbite ont également indiqué qu'il venait à l'origine de la direction générale de Vega, l'étoile la plus brillante de la constellation nord de la Lyre.

Étant donné que cet astéroïde est de nature extra-solaire, une mission qui serait capable de l'étudier de près pourrait certainement nous en dire long sur le système dans lequel il s'est formé. Son arrivée dans notre système a également fait prendre conscience des astéroïdes extra-solaires, une nouvelle classe d'objets interstellaires que les astronomes estiment maintenant arriver dans notre système à un rythme d'environ un par an.

À cause de ce, l'équipe derrière le projet Lyra pense qu'étudier 1I/`Oumuamua serait une opportunité unique. Comme ils le déclarent dans leur étude :

"Comme 1I/'Oumuamua est l'échantillon macroscopique le plus proche de matériau interstellaire, probablement avec une signature isotopique distincte de tout autre objet de notre système solaire, les résultats scientifiques de l'échantillonnage de l'objet sont difficiles à sous-estimer. L'étude détaillée des matériaux interstellaires à des distances interstellaires est probablement dans des décennies, même si le projet Starshot de Breakthrough Initiatives, par exemple, est vigoureusement poursuivi. D'où, une question intéressante est de savoir s'il existe un moyen d'exploiter cette opportunité unique en envoyant un vaisseau spatial à 1I/'Oumuamua pour faire des observations à courte distance."

Mais bien sûr, le rendez-vous avec cet astéroïde présente de nombreux défis. Le plus évident est celui de la vitesse, et le fait que 1I/`Oumuamua est déjà en train de sortir de notre système solaire. Sur la base des calculs de l'orbite de l'astéroïde, il a été déterminé que 1I/`Oumuamua se déplace à une vitesse de 26 km/s – ce qui équivaut à 95, 000 km/heure (59, 000 mph).

Aucune mission dans l'histoire de l'exploration spatiale n'a voyagé aussi vite, et les missions les plus rapides à ce jour n'ont pu gérer qu'environ les deux tiers de cette vitesse. Cela inclut le vaisseau spatial le plus rapide à quitter le système solaire (Voyager 1) et le vaisseau spatial le plus rapide au lancement (la mission New Horizons). Créer une mission qui pourrait la rattraper serait donc un défi majeur. Comme l'équipe l'a écrit :

"Ceci [est] considérablement plus rapide que n'importe quel objet que l'humanité ait jamais lancé dans l'espace. Voyager 1, l'objet le plus rapide que l'humanité ait jamais construit, a une survitesse hyperbolique de 16,6 km/s. Comme 1I/'Oumuamua quitte déjà notre système solaire, tout vaisseau spatial lancé dans le futur devrait le chasser. »

Cependant, comme ils continuent à déclarer, relever ce défi entraînerait inévitablement des innovations et des développements clés dans la technologie de l'exploration spatiale. Évidemment, le lancement d'une telle mission devrait avoir lieu plus tôt que tard, étant donné la vitesse de déplacement rapide de l'astéroïde. Mais toute mission lancée dans quelques années ne pourra pas profiter des évolutions techniques ultérieures.

En tant que célèbre écrivain Paul Glister, l'un des fondateurs de la Fondation Tau Zero et le créateur de Centauri Dreams, noté sur son site :

« Le défi est redoutable :1I/'Oumuamua a un excès de vitesse hyperbolique de 26 km/s, ce qui se traduit par une vélocité de 5,5 UA/an. Il sera au-delà de l'orbite de Saturne d'ici deux ans. C'est beaucoup plus rapide que n'importe quel objet que l'humanité a jamais lancé dans l'espace."

En tant que tel, toute mission montée à 1I/`Oumuamua impliquerait trois compromis notables. Ceux-ci incluent le compromis entre le temps de trajet et le delta V (c'est-à-dire la vitesse de l'engin spatial), le compromis entre la date de lancement et le temps de trajet, et le compromis entre la date de lancement/l'heure de déclenchement et l'énergie caractéristique. L'énergie caractéristique (C3) se réfère au carré de l'excès de vitesse hyperbolique, ou la vitesse à l'infini par rapport au Soleil.

Durer, mais pas des moindres, est le compromis entre la vitesse excessive du vaisseau spatial au lancement et sa vitesse excessive par rapport à l'astéroïde pendant la rencontre. Une vitesse excessive est préférable au lancement, car il en résultera des temps de trajet plus courts. Mais une vitesse excessive élevée pendant la rencontre signifierait que le vaisseau spatial aurait moins de temps pour effectuer des mesures et recueillir des données sur l'astéroïde lui-même.

Avec tout ce qui compte, l'équipe envisage ensuite diverses possibilités pour créer un engin spatial qui s'appuierait sur un système de propulsion impulsif (c'est-à-dire avec une poussée de durée suffisamment courte). En outre, ils supposent que cette mission n'impliquerait aucun survol planétaire ou solaire, et volerait directement vers 1I/`Oumuamua. De là, certains paramètres de base sont établis qu'ils exposent ensuite.

"Résumer, la difficulté d'atteindre 1I/'Oumuamua est fonction du moment du lancement, l'excès de vitesse hyperbolique, et la durée de la mission, " indiquent-ils. " Les futurs concepteurs de missions devraient trouver des compromis appropriés entre ces paramètres. Pour une date de lancement réaliste dans 5 à 10 ans, l'excès de vitesse hyperbolique est de l'ordre de 33 à jusqu'à 76 km/s avec une rencontre à une distance bien au-delà de Pluton (50-200AU)."

Durer, mais pas des moindres, les auteurs considèrent diverses architectures de mission qui sont actuellement en cours de développement. Ceux-ci incluent ceux qui donneraient la priorité à l'urgence (c'est-à-dire le lancement dans quelques années), comme le Space Launch System (SLS) de la NASA – qui, selon eux, simplifierait la conception de la mission. Un autre est la Big Falcon Rocket (BFR) de SpaceX, qui, selon eux, pourrait permettre une mission directe d'ici 2025 grâce à sa technique de ravitaillement dans l'espace.

Cependant, ces types de missions nécessiteraient également un survol de Jupiter afin de fournir une assistance gravitationnelle. Se tourner vers des techniques à plus long terme, qui mettrait l'accent sur des technologies plus avancées, ils considèrent également la technologie solaire à voile. Ceci est illustré par le concept Starshot de Breakthrough Initiatives, ce qui offrirait une flexibilité de mission et la capacité de réagir rapidement à de futurs événements imprévus.

Bien que cette approche impliquerait une attente, possibilité de rencontres futures avec un astéroïde interstellaire, cela permettrait une réponse rapide et une mission qui pourrait supprimer les aides à la gravité. Il pourrait également permettre un concept de mission particulièrement attractif, qui consiste à envoyer de minuscules essaims de sondes au rendez-vous avec l'astéroïde. Bien que cela nécessiterait des investissements importants, la valeur de l'infrastructure justifierait la dépense, ils prétendent.

À la fin, l'équipe a déterminé que d'autres recherches et développements sont nécessaires, qui confirme l'importance du projet Lyra. Comme ils ont conclu :

"[Une] mission vers l'objet repoussera les limites de ce qui est technologiquement possible aujourd'hui. Une mission utilisant un système de propulsion chimique conventionnel serait réalisable en utilisant un survol de Jupiter pour assister la gravité à une rencontre rapprochée avec le Soleil. Compte tenu des bons matériaux, la technologie des voiles solaires ou des voiles laser pourraient être utilisées… Les travaux futurs au sein du projet Lyra se concentreront sur l'analyse plus détaillée des différents concepts de mission et des options technologiques et sur la sélection de 2 à 3 concepts prometteurs pour un développement ultérieur.

C'est un axiome séculaire que les défis de taille sont essentiels à l'innovation et au changement. A cet égard, l'apparition de `Oumuamua dans notre système solaire a stimulé l'intérêt pour l'exploration des astéroïdes interstellaires. Et même s'il ne sera peut-être pas possible d'explorer cet astéroïde dans les prochaines années, l'arrivée de futurs intrus rocheux dans notre système pourrait bien être accessible.