När 'Oumuamua passerade vårt solsystem för två år sedan, det satte igång en ström av spänning i det astronomiska samfundet. Här var det första interstellära objektet någonsin som observerades av mänskliga spårare, och mysterierna kring dess sanna natur och sammansättning ledde till några ganska intressanta teorier. Det fanns till och med några förslag på ett snabbt uppdrag som skulle kunna träffas.

Och nu när ett andra interstellärt objekt – C/2019 Q4 (Borisov) – har upptäckts som färdas genom solsystemet, liknande förslag läggs fram. En av dem kommer från en grupp forskare från Initiative for Interstellar Studies (i4is) i Storbritannien. I en nyligen genomförd studie, de bedömer den tekniska genomförbarheten av att skicka ett uppdrag till denna interstellära komet med hjälp av befintlig teknik, och fann att det fanns några alternativ.

På många sätt, C/2019 Q4 (Borisov) representerar en möjlighet att genomföra den typ av forskning som inte var möjlig med 'Oumuamua. När det mystiska föremålet först observerades, den hade redan gjort sitt närmaste pass till solen, förbi jorden, och var på väg ut ur solsystemet. Ändå, vad vi kunde lära oss om 'Oumuamua ledde till slutsatsen att det var en helt ny klass av himmelska föremål.

Förutom de som vågade att det var antingen en komet eller en asteroid, Det fanns också de som teoretiserade att 'Oumuamua kunde vara ett fragment från en komet som exploderade när den passerade nära vår sol, eller till och med ett utomjordiskt solsegel. Ett annat intressant fynd var det faktum att liknande föremål sannolikt passerar genom vårt solsystem på en regelbunden basis (varav många stannar kvar).

Av dessa anledningar, ett uppdrag att studera sådana föremål på nära håll är önskvärt. Som Dr. Andreas M. Hein – verkställande direktör för i4is styrelse, ordföranden för dess tekniska forskningskommitté, och en av medförfattarna till den senaste studien, sa till Universe Today via e-post:

"Att undersöka interstellära objekt på nära avstånd skulle ge oss unika data om andra stjärnsystem utan att faktiskt flyga till dem. De kan ge unika insikter om utvecklingen och sammansättningen av andra stjärnsystem och exoplaneter i dem. Interstellära objekt är coola, som det är lite som:Om du inte kan gå till berget, låt berget komma till dig. Det kommer sannolikt att ta många decennier innan vi kan skicka en rymdfarkost till en annan stjärna. Därav, interstellära objekt kan vara en mellanliggande lösning för att ta reda på mer om andra stjärnor och deras planeter."

Vad mer, han påstår, dessa objekt har förmodligen färdats mellan stjärnsystem i hundratusentals (eller till och med miljoner) år. Som ett resultat, de har utan tvekan plockat upp material längs vägen eller bär märken av möten med andra föremål eller krafter. Kortfattat, deras sammansättning och ytegenskaper kan berätta en hel del om vad som finns där ute i det interstellära mediet.

Det är inte första gången som i4is har föreslagit att skicka en rymdfarkost för att träffa ett interstellärt objekt. Under 2017, Dr Hein och flera kollegor från i4is (som också var medförfattare till denna studie) producerade en artikel med titeln "Project Lyra:Sending a Spacecraft to 1I/'Oumuamua (tidigare A/2017 U1), den interstellära asteroiden, " som genomfördes med hjälp av asteroidprospekteringsföretaget Asteroid Initiatives LLC.

Projektet kallades så på grund av 'Oumuamuas ursprung, som astronomer drog slutsatsen kom från den allmänna riktningen Vega – den ljusaste stjärnan i den norra konstellationen Lyra. Efter att ha tagit hänsyn till den hastighet med vilken 'Oumuamua lämnade solsystemet vid den tiden—26 km/s (93, 600 km/h; 58, 160 mph)—de fastställde att varje förslag skulle vara en avvägning mellan tre faktorer.

Dessa inkluderade när ett uppdrag kunde starta, hastigheten den kunde uppnå, och tiden det skulle ta att träffa objektet. Under omständigheterna, de ansåg att det bästa alternativet var att vänta på framtida tekniska genombrott – som de som eftersträvas av Breakthrough Starshot (ett koncept för ett laserdrivet interstellärt solsegel).

Dessa slutsatser har visat sig vara mycket användbara, tack vare upptäckten av ett andra interstellärt objekt som passerar vårt solsystem på lika många år. I deras senaste studie, forskargruppen använde återigen Optimum Interplanetary Trajectory Software (OITS), som utvecklades av teammedlemmen Adam Hibberd, att bedöma alla tillgängliga alternativ för att skicka en rymdfarkost för att träffa ett interstellärt objekt.

Dessa inkluderade den optimala bärraketen (som NASA:s Space Launch System (SLS) eller SpaceX:s Falcon Heavy) den optimala banan för uppdraget, och den bästa typen av rymdfarkost. I slutet, de fastställde att mänskligheten har förmågan att träffa ett interstellärt objekt med hjälp av befintlig teknologi, och kom på en uppdragsarkitektur som kunde få det att hända.

Detta uppdrag skulle förlita sig på ett tungt uppskjutningsfordon och skulle alternativt kunna använda en tvåtons (1,8 ton) eller en 3 kg (6,6 lbs) CubeSat rymdfarkost. Beroende på när den lanserades och vad dess föredragna bana skulle vara, den kan också behöva genomföra en Jupiter-förbiflygning och Solar Oberth-manöver för att komma ikapp med C/2019 Q4 (Borisov). Som Dr Hein förklarade:

"Våra resultat visar att för båda, 'Oumuamua och C/2019 Q4 (Borisov), vi har redan tekniken för att besöka dessa objekt. Angående 'Oumuamua, vi kan skjuta upp en rymdfarkost mot den även efter år 2030. Det finns gott om tid att utveckla en sådan rymdfarkost. Fallet för C/2019 Q4 (Borisov) är lite mer knepigt, eftersom det är snabbare än 'Oumuamua. Men även för detta föremål, vi kunde ha skickat en rymdfarkost på två ton till den med en Falcon Heavy om vi skulle ha lanserat den 2018."

"Senare uppdrag är också möjliga, men kräver en större launcher. Framtida teleskop kommer att kunna upptäcka sådana föremål mycket tidigare och med adekvat förberedelse, vi kan skicka en rymdfarkost på ett mötesuppdrag. Så vi har tekniken för att göra detta, och med upptäckten av C/2019 Q4 (Borisov), vi vet också att vi förmodligen har många möjligheter att flyga till ett sådant objekt."

Ännu en gång, närvaron av ett interstellärt objekt i vårt solsystem är en stor källa till spänning. Förutom alla möjligheter att lära av dem, C/2019 Q4 och 'Oumuamua bekräftar att objekt från avlägsna stjärnor passerar genom vårt system ganska regelbundet; de visar också att vi är vid en punkt där vi kan upptäcka, spåra och studera dem.

Men det är särskilt spännande att veta att i framtiden, vi kommer att kunna studera dem på nära håll. Faktiskt, ESA arbetar för närvarande med ett uppdrag som mycket väl skulle kunna vara det som möter ett framtida interstellärt objekt. Det är känt som Comet Interceptor, ett "snabbklass"-koncept som består av tre rymdfarkoster som väntar i rymden tills en orörd komet dyker upp, och kommer snabbt ikapp det.

"Vi föreställer oss två typer av forskning, " sa Dr Hein. "Först, fjärranalys, till exempel, med ett teleskop för att ta bilder. Andra, vi kan analysera material från föremålet direkt genom att skjuta in en stötkropp i det och fånga upp några av partiklarna från dammplymen som genereras med huvudfarkosten. Detta skulle ge unika insikter i objektets sammansättning."

Vad den här forskningen kan avslöja, Dr Hein har några tankar om det också:"Jag kan bara spekulera, men vi kan se bevis för att organiska molekyler, byggstenarna för livet, faktiskt reser mellan stjärnsystem, och vem vet? Kanske kan livet i sig faktiskt spridas mellan stjärnor i vår galax."