I en nyligen inlämnad studie till Earth and Planetary Astrophysics , diskuterar ett internationellt team av forskare de olika uppdragsdesignalternativen för att nå en hypotetisk Planet 9, även känd som "Planet X", som moderna modeller för närvarande uppskattar att ha en halvstor axel på cirka 400 astronomiska enheter (AU). Forskarna postulerar att att skicka en rymdfarkost till Planet 9 skulle kunna innebära vetenskapliga fördelar ungefär som när NASA:s New Horizons-rymdskepp besökte Pluto 2015. Men existerar Planet 9 verkligen?

"Det är svårt att sätta en specifik siffra på konfidensnivån eftersom så många osäkerheter kvarstår", säger Dr. Manavsi Lingam, som är biträdande professor vid Florida Institute of Technology, och medförfattare till studien. "För tillfället skulle jag säga att det verkar troligt att det finns en ovanlig klustring av extrema trans-neptuniska objekt. Vi vet inte vad som orsakar denna klustring, men Planet 9 verkar vara en lovande kandidat."

Innan NASA:s New Horizons anlände till Pluto 2015 var de enda bilderna som forskarna hade av Pluto suddiga bilder från jordbaserade teleskop, och till och med Hubble Space Telescope kunde inte få något bättre. Vetenskapen om Pluto var lika knapphändig, eftersom vi hade en uppskattning av dess massa, men eftersom vi inte kunde urskilja ytegenskaper, visste vi väldigt lite om dess atmosfär, geologiska mångfald och inre. Som forskarna påpekar överträffade "rikedomen av nya data" från New Horizons de gamla, men skulle vi kunna bli lika förvånade med Planet 9-data om en rymdfarkost skulle besöka där?

"Det är mycket troligt", säger Dr Andrew Hein, som är docent/chefsvetenskapsman vid universitetet i Luxemburg och medförfattare till studien. "Till och med de bästa teleskopen är mycket sämre än närbildsobservationer från en sond som flyger förbi en himlakropp. Detta gäller ännu mer för kroppar som är långt borta och svaga, vilket är fallet för Planet 9. Anledningen är fysiken. svagare ett föremål, desto större måste ditt teleskop vara för att samla in mer ljus från det föremålet och desto längre tid behöver du observera. Ju längre bort föremålet är, desto mer ljus behöver du samla in och desto större behöver teleskopet vara."

För hur man tar sig till Planet 9 föreslår forskarna flera uppdragsdesigner. Dessa inkluderar Jupiters gravitationshjälp, att använda antingen Jupiters eller solens gravitationsbrunn för att accelerera rymdfarkosten, kemiska raketer, kärnkraftsframdrivning och lasersegel. Med undantag för lasersegel varierade den tid varje metod skulle behöva för att nå Planet 9 från knappt 40 år till 100 år. Med lasersegel uppskattade forskarna att en rymdfarkost kunde nå Planet 9 inom 6,5–7 år. Men vilka åtgärder vidtas för att göra denna teknik till verklighet?

"Lasersegelteknologi drivs för närvarande av Breakthrough Starshot, ett projekt jag är en del av, och som har avsevärt utvecklat tekniken under de senaste 6 åren, inklusive laboratorieprototyper", säger Hein. "Även om flygteknik är konceptuell för tillfället, finns några av de tekniska byggstenarna redan i labbet. Projektets mål är att lansera ett lasersegel till en annan stjärna, men en småskalig version bör vara möjlig att utveckla inom de närmaste 10– 15 år eller så med en budget på mindre än den för en traditionell rymdsond (några hundratals miljoner dollar). Denna småskaliga version skulle kunna användas för att nå Planet 9 inom några år, när den väl utvecklats. Men när lasern en gång beamer är utvecklad, kan sådana prober lanseras veckovis till kostnader hundratals gånger billigare än nuvarande sonder."

För närvarande är Planet 9 en ren hypotesmedlem i vårt enorma och berömda solsystem, men skulle den stora tid det tar att ta sig dit med konventionella metoder hindra oss från att potentiellt besöka detta mystiska objekt så långt från solen?

"Även om vi finner att minsta uppdragstider på 40–50 år krävs (förutom för lätta segel), borde denna långa flygtid inte avskräcka oss", sa Lingam. "Voyager-rymdfarkosten har fungerat under ungefär samma tid och fortsätter att tillhandahålla en mängd data. Ett förmodat uppdrag till Planet 9 (om det skulle finnas) skulle inte bara revolutionera vår förståelse av det yttre solsystemet, utan det kan också göra det möjligt för oss för att studera andra mål längs vägen - till exempel tar några av manövrarna oss nära Jupiter och solen, vilket indikerar att dessa världar också kan övervakas." + Utforska vidare

Små sonder kunde segla till yttre planeter med hjälp av lågeffektlasrar