Появление межзвёздных объектов в окрестностях нашей Солнечной системы стало революционным открытием в астрономии. Впервые это явление было зафиксировано в октябре 2017 года, когда телескоп Pan-STARRS 1, расположенный на вулкане Халеакала на Гавайях, обнаружил быстро движущийся объект, получивший обозначение 1I/'Оумуамуа. Названный изначально как A/2017 U1, он позже получил имя, которое на гавайском языке означает «первый посланец» или «разведчик». Этот объект сразу же вызвал огромный интерес учёных всего мира благодаря своему межзвёздному происхождению — он не был связан гравитацией с Солнечной системой, а выглядел как путешественник из другой звёздной системы. Особенности ‘Оумуамуа отличались от привычных нам комет и астероидов.
Во-первых, скорость его движения за пределами Солнечной системы достигала около 26 километров в секунду, что значительно превышает скорости большинства традиционных тел, исследуемых раньше. Во-вторых, наблюдения не выявили характерного для комет хвоста, что привело к предположению, что объект скорее астероидного типа. Его красноватый оттенок указывал на длительное пребывание в холодных условиях космоса, влиянием космической погоды его поверхность изменилась, что схоже с объектами пояса Койпера — области за Нептуном, заполненной ледяными телами. Спустя два года, в конце 2019 года, астрономы зарегистрировали второй межзвёздный объект — 2I/Борисов, который оказался кометой. Его открытие дало новую возможность исследовать природу тел, прибывающих из межзвёздного пространства.
Очевидно, что подобные объекты могут предоставить ценные сведения об условиях, существующих за пределами нашей звёздной системы, о процессах формирования планет и других тел, а также о составе межзвёздной среды. Инициатива под названием Проект Лира была запущена 30 октября 2017 года группой учёных и инженеров из организации Initiative for Interstellar Studies (I4IS). Основная цель заключается в разработке концепций космических миссий для достижения и исследования межзвёздных объектов с использованием технологий, доступных сегодня или предвидимых в ближайшее будущее. Это уникальный вызов, поскольку скорость и удалённость таких объектов ставят под сомнение возможность их перехвата и подробного изучения. Проект Лира пропагандирует идею, что несмотря на экстремальные условия и технические сложности, осуществление полёта к ‘Оумуамуа или Борисову вполне реально.
Для сравнения: космический аппарат Voyager 1, считающийся самым быстрым из тех, что когда-либо покидали Землю, развивается со скоростью около 17 километров в секунду, что уступает скорости ‘Оумуамуа почти вдвое. В связи с этим программой были выработаны маршруты и стратегии, включающие использование гравитационных манёвров и современных ракетных двигателей для разгона и сокращения времени полёта. Одной из ключевых техник является Солнечный Обертманёвр — манёвр, при котором космический аппарат приближается к Солнцу на минимально возможное расстояние, чтобы максимально использовать силу гравитации звезды и получить дополнительное ускорение. Несмотря на экстремальные условия такой миссии, исследования подтверждают, что теплоизоляционные технологии, подобные тем, что применяются в миссии Parker Solar Probe, могут быть адаптированы для защиты аппарата, позволяя реализовать подобные опасные, но необходимые траектории. Проект Лира также изучает альтернативные маршруты, такие как Исполнение манёвра на орбите Юпитера — эффектом его мощного гравитационного поля можно добиться значительного ускорения, что позволит обойтись без экстремального реагирования теплом манёвра около Солнца.
Эти варианты дают возможность запускать миссии с более поздними датами, уменьшая требования к срокам разработки и подготовки космических аппаратов. Важным направлением в плане технологий является использование ядерного теплового ракетного двигателя. В отличие от химических двигателей, такие системы потенциально способны обеспечить более мощное и продолжительное ускорение, что значительно сократит время полёта к межзвёздным объектам. Кроме того, перспективным рассматривается вариант с космическими парусами, управляемыми мощными наземными лазерными установками, способными развивать колоссальные скорости, позволяющие достигать цели за считанные месяцы. Технология лазерных парусов входит в концепцию Breakthrough Starshot — инициативу по отправке миниатюрных зондов к звезде Проксима Центавра с околосветовой скоростью.
Одна из основных трудностей заключается в том, что ‘Оумуамуа уже удаляется от Солнца, и его орбита быстро выводит объект за пределы планетной системы. Тем не менее, расчёты показывают, что грамотное использование гравитационных манёвров даст возможность построить траектории, которые позволят космическому кораблю перехватить и приблизиться к объекту даже спустя десятилетия с момента запуска. При этом точность определения положения и траектории ‘Оумуамуа обеспечивает возможность корректировки курса аппарата по мере приближения. Научная ценность исследования межзвёздных объектов трудно переоценить. Они представлены ближайшими крупными образцами материалов, входящих в состав межзвёздной среды.
Исследование этих тел позволит получить уникальные данные о составе, структуре и происхождении веществ, из которых формируются другие звёздные системы. Кроме того, детальное изучение их физики поможет понять процессы взаимодействия таких объектов с Солнечной системой, включая влияние на околоземное пространство. Научное сообщество активно поддерживает идею реализации подобных миссий. В частности, Европейское космическое агентство (ESA) планирует миссию Comet Interceptor, которая предусматривает встречи с долгопериодическими кометами или при случае с межзвёздными объектами. Это показывает, что империтив исследований межзвёздных гостей становится всё более актуальным.
Финансовая составляющая подобных экспедиций, конечно, требует значительных вложений. Однако в сравнении с другими масштабными космическими проектами, как Cassini-Huygens или New Horizons, траты на миссию к ‘Оумуамуа можно считать оправданными, учитывая потенциальный прорыв в понимании космического пространства и возможные открытия. Стоит отметить, что New Horizons, с помощью которого был исследован Плутон, обошёлся в около 780 миллионов долларов, что считается относительно доступным для глубококосмических исследований. Профессионалы, участвующие в Project Lyra, активно работают над привлечением внимания научного сообщества и общественности, чтобы заинтересовать международные космические агентства и частные организации поддержать такие миссии. На данный момент они опубликовали ряд исследований, детализирующих технические аспекты, варианты траекторий и применимые технологии.
Эти труды прошли экспертное рецензирование и представлены на международных научных площадках, что подтверждает высокий уровень проработки и инновационности проекта. Несмотря на некоторые скептические заявления, включая мнения отдельных учёных, утверждающих, что скорость и удалённость ‘Оумуамуа делают миссию невозможной, накопленные исследования и траекторные расчёты доказывают обратное. Применение современных методов гравитационного манёвра, ядерных двигателей и лазерных технологий предоставляет всесторонние возможности для проведения миссии даже спустя годы после открытия объекта. Таким образом, Проект Лира становится центральной инициативой, открывающей новую эру в изучении космоса, где межзвёздные объекты перестают быть лишь объектами наблюдения с Земли, а становятся достижимыми целями для межпланетных аппаратов. Успех таких миссий может положить начало будущим межзвёздным экспедициям, расширяя горизонты человеческого познания и открывая двери в глубины Вселенной.
Исследование ‘Оумуамуа и других межзвёздных посетителей показывает, что Солнечная система — лишь малая часть огромного космического пространства, в которое человечество только начинает шагать. Проект Лира является первым шагом к тому, чтобы достичь передового рубежа этого путешествия и приблизиться к загадкам, скрытым в бескрайней темноте межзвёздных пустот.
