Fin 2017, un objet mystérieux a traversé notre système solaire à une vitesse vertigineuse. Les astronomes se sont précipités pour observer le corps en évolution rapide en utilisant les télescopes les plus puissants du monde. Il s'est avéré être un quart de mile (400 m) de long et très allongé – peut-être 10 fois plus longtemps qu'il était large. Les chercheurs l'ont nommé 'Oumuamua, hawaïen pour « scout ».
«Oumuamua a ensuite été confirmé comme le premier objet d'une autre étoile connue pour avoir visité notre système solaire. Alors que ces objets interstellaires (ISO) naissent autour d'une étoile, ils se retrouvent en tant que nomades cosmiques, errant dans l'espace. Ce sont essentiellement des éclats d'obus planétaires, ayant été expulsés de leurs systèmes d'étoiles parentaux par des événements catastrophiques, tels que des collisions géantes entre les objets planétaires.
Les astronomes disent que «Oumuamua aurait pu voyager à travers la Voie lactée pendant des centaines de millions d'années avant sa rencontre avec notre système solaire. Deux ans seulement après cette visite inattendue, une deuxième ISO – la comète de Borisov – a été repérée, cette fois par un astronome amateur en Crimée. Ces intrus célestes nous ont donné des aperçus de matériaux alléchants de bien au-delà de notre système solaire.
Mais que se passe-t-il si nous pouvions faire plus que les regarder passer?
L'étude des ISO de près offrirait aux scientifiques la rare opportunité d'en savoir plus sur les systèmes étoiles lointains, qui sont trop éloignés pour envoyer des missions.
Il peut y avoir plus de 10 septillion (ou 10 avec 24 zéros) Isos dans la Voie lactée. Mais s'il y en a tellement, pourquoi en avons-nous vu deux? En termes simples, nous ne pouvons pas prédire avec précision à leur arrivée. De grands isos comme 'Oumuamua, qui sont plus facilement détectés, ne semblent pas visiter le système solaire qui se déplacent souvent et se déplacent incroyablement rapidement.
Les télescopes au sol et à l'espace ont du mal à répondre rapidement aux ISO entrants, ce qui signifie que nous les regardons principalement après leur passage dans notre quartier cosmique. Cependant, les missions spatiales innovantes pourraient nous rapprocher d'objets comme 'Oumuamua, en utilisant des percées dans l'intelligence artificielle (IA) pour guider le vaisseau spatial en toute sécurité aux futurs visiteurs. Se rapprocher signifie que nous pouvons mieux comprendre leur composition, leur géologie et leur activité – des informations sur les conditions des autres étoiles.
Les technologies émergentes utilisées pour aborder les débris spatiales pourraient aider à aborder d'autres objets imprévisibles, transformant ces rencontres éphémères en possibilités scientifiques profondes. Alors, comment pouvons-nous nous rapprocher? Accélérant la Terre à la terre à une moyenne de 32,14 km / s, les ISO nous donnent moins d'un an pour que notre vaisseau spatial essaie de les intercepter après la détection. Le rattrapage n'est pas impossible – par exemple, cela pourrait être fait via des manœuvres gravitationnelles de fronde. Cependant, il est difficile, coûteux et prendrait des années à s'exécuter.
La bonne nouvelle est que la première vague de missions de chasse aux iso est déjà en mouvement: le concept de mission de la NASA s'appelle Bridge et l'Agence spatiale européenne (ESA) a une mission appelée Comet Interceptor. Une fois qu'une ISO entrante est identifiée, Bridge quitterait la Terre pour l'intercepter. Cependant, le lancement à partir de la Terre nécessite actuellement une fenêtre de lancement de 30 jours après la détection, ce qui coûterait un temps précieux.
Comet Interceptor devrait être lancé en 2029 et comprend un vaisseau spatial plus grand et deux petites sondes robotiques. Une fois lancé, il attendra à un million de kilomètres de la Terre, attendant d'embusquer une comète à longue période (comètes plus lentes qui viennent de plus loin) – ou potentiellement une ISO. La mise en place d'un vaisseau spatial dans une « orbite de stockage » permet un déploiement rapide lorsqu'un ISO approprié est détecté.
Une autre proposition de l'Institute for Interstellar Studies, Project Lyra, a évalué la faisabilité de chasser 'Oumuamua, qui a déjà accéléré bien au-delà de l'orbite de Neptune. Ils ont constaté qu'il serait possible en théorie de rattraper l'objet, mais que cela serait également très difficile techniquement.
Le rapide et le curieux
Ces missions sont un début, mais, comme décrit, leur plus grande limitation est la vitesse. Pour chasser les isos comme 'Oumuamua, nous devrons nous déplacer beaucoup plus vite et penser plus intelligemment.
Les missions futures peuvent s'appuyer sur une IA de pointe et des domaines connexes tels que l'apprentissage en profondeur – qui cherche à imiter le pouvoir décisionnel du cerveau humain – pour identifier et répondre aux objets entrants en temps réel. Les chercheurs testent déjà de petits vaisseaux spatiaux qui fonctionnent dans des «essaims» coordonnés, ce qui leur permet d'imaginer des cibles sous plusieurs angles et d'adapter le milieu à mi-chemin.
À l'Observatoire Vera C Rubin au Chili, une enquête sur 10 ans du ciel nocturne devrait commencer bientôt. Cette enquête astronomique devrait trouver des dizaines d'ISO chaque année. Les simulations suggèrent que nous pouvons être à l'aube d'un boom de détection.
Tout vaisseau spatial devrait atteindre des vitesses élevées une fois qu'un objet est repéré et s'assurer que sa source d'énergie ne se dégrade pas, potentiellement après des années d'attente en «orbite de stockage». Un certain nombre de missions ont déjà utilisé une forme de propulsion appelée voile solaire.
Ceux-ci utilisent la lumière du soleil sur la voile légère et réfléchissante pour pousser le vaisseau spatial dans l'espace. Cela se passerait avec le besoin de réservoirs de carburant lourds. La prochaine génération de vaisseaux spatiaux de voile solaire pourrait utiliser des lasers sur les voiles pour atteindre des vitesses encore plus élevées, qui offriraient une solution agile et à faible coût par rapport à d'autres carburants futuristes, tels que la propulsion nucléaire.
Un vaisseau spatial approchant d'un ISO devra également résister à des températures élevées et peut-être l'érosion de la poussière éjectée de l'objet lorsqu'elle se déplace. Bien que les matériaux de blindage traditionnels puissent protéger les vaisseaux spatiaux, ils ajoutent du poids et peuvent les ralentir.
Pour y remédier, les chercheurs explorent de nouvelles technologies pour des matériaux légers, plus durables et résistants, tels que les fibres de carbone avancées. Certains pourraient même être imprimés en 3D. Ils envisagent également des utilisations innovantes de matériaux traditionnels tels que le liège et la céramique.
Une suite d'approches différentes est nécessaire qui impliquent des télescopes au sol et des missions spatiales, travaillant ensemble pour anticiper, chasser et observer les ISO.
La nouvelle technologie pourrait permettre au vaisseau spatial lui-même d'identifier et de prédire les trajectoires des objets entrants. Cependant, les coupes potentielles de la science de l'espace aux États-Unis, y compris des observatoires comme le télescope spatial James Webb, menacent de tels progrès.
Les technologies émergentes doivent être adoptées pour faire une approche et rendez-vous avec un ISO une réelle possibilité. Sinon, nous resterons en train de se précipiter, prenant des photos de loin alors qu'un autre vagabond cosmique accélère.
