När 'Oumuamua, det första interstellära objektet som någonsin observerats passera genom solsystemet, upptäcktes 2017, den visade några oväntade egenskaper som fick astronomer att klia sig i huvudet. Dess långsträckta form, avsaknad av koma, och det faktum att det ändrade sin bana var alla överraskande, leder till flera konkurrerande teorier om dess ursprung:var det ett väteisberg som uppvisade avgasning, eller kanske ett utomjordiskt solsegel (förlåt folks, inte troligt) på en djuprymdresa? Vi kanske aldrig vet svaret, eftersom 'Oumuamua rörde sig för snabbt, och observerades för sent, för att få en bra titt.

Det kan vara för sent för 'Oumuamua, men vi kunde vara redo för nästa konstiga interstellära besökare om vi ville. En rymdfarkost skulle kunna designas och byggas för att fånga ett sådant föremål med ett ögonblicks varsel. Idén om en interstellär interceptor som denna har framförts av olika experter, och finansiering för att studera ett sådant koncept har till och med beviljats ​​genom NASA:s Innovative Advanced Concepts (NIAC) program. Men exakt hur skulle en sådan interceptor fungera?

Ett nytt dokument som släpptes på ArXiv den 27 juni utforskar en möjlig uppdragsdesign. Härledd från NIAC-studien, förslaget föreslår att man kombinerar solsegelteknologi med förmågan att miniatyrisera rymdsonder till små, lätta storlekar.

Uppdrag som JAXAs IKAROS-sond till Venus och Planetary Societys pågående LightSail 2-projekt i jordens omloppsbana har visat att solsegel, som använder fotoner från solen för att accelerera, är fullt genomförbara framdrivningssystem. Liknande, den framgångsrika användningen av CubeSats på interplanetära uppdrag demonstrerades av Jet Propulsion Laboratory 2018. De skickade två CubeSats, heter Mars Cube One (MarCO-a och MarCO-b), att följa med InSight-landaren på dess resa till den röda planeten. CubeSats fungerade som en charm.

När de kombineras, solsegel och CubeSats kan vara ett kraftfullt verktyg för utforskning.

För att fånga upp ett interstellärt objekt, tidningen föreslår att en solseglande CubeSat skulle kunna lanseras i förväg, 'parkering' i en omloppsbana runt solen där den tyst skulle vänta på upptäckten av nästa intressanta föremål värt att jaga. Ett fordon med snabb respons som detta skulle möjliggöra olika uppdragsdesigner. Ett femårigt uppdrag, till exempel, kunde lätt komma ikapp och studera ett interstellärt objekt, strålar tillbaka till jorden den typ av data som vi inte lyckades få från 'Oumuamua. Å andra sidan, en liknande rymdfarkost skulle till och med kunna utföra ett provuppdrag, om det ges en längre tidsram på tio år.

En av de stora tekniska utmaningarna för ett sådant uppdrag handlar om solseglets förmåga att hantera värme. Interceptorn skulle behöva resa mycket närmare solen än några tidigare solsegeltest, som vanligtvis använder aluminium belagd med Kapton. Egenskaperna hos detta material kan göra det möjligt för det att överleva inom 0,15 AU från solen utan att smälta, men noggrant övervägande kommer att behöva tas för att avskärma kontrollmekanismerna och andra rymdfarkostsystem utan att lägga för mycket till rymdfarkostens massa. För tung, och seglet kommer inte att hinna med målet.

Värdet på en sådan här rymdfarkost är ganska tydlig. Även om vi bara har sett två interstellära objekt hittills, de går nog förbi hela tiden. Bättre teleskop som kommer online detta årtionde kommer att hjälpa oss att hitta dem, men de går snabbt, och stanna inte länge. Om vi ​​vill studera ett interstellärt objekt på nära håll, vi måste vara redo för det, och en rymdfarkost med snabb respons är sannolikt vår bästa chans till framgång.