¿Cómo recupero una sonda Voyager 1 entrante?

Como han mencionado otros usuarios, va a ser muy, muy poco probable que la tecnología a nivel terrestre pueda aumentar a tiempo para atraparlo ; aunque el cohete es técnicamente factible, es un poco exagerado suponer que los científicos sería capaz de:

1. En realidad, vea la sonda con sus telescopios (la sonda es muy, muy pequeña: ¡tardó más de 80 años en encontrar Plutón!)
2. Resuelva el debate académico sobre qué es la sonda; recuerde, a la distancia será solo una mota de luz indistinguible de un asteroide perfectamente mundano. La única posibilidad de una detección muy temprana es que una señal de radio muy afortunada (digamos que la sonda ha sido enviada girando, por lo que la antena de alta ganancia ya no apunta directamente a la tierra, y sus pulsos son captados como una señal peculiarmente regular por un radioobservatorio)
3. Consigue financiación para esta misión tremendamente cara
4. Construye, prueba y lanza el cohete.

todo dentro de la ventana de lanzamiento, incluido el tiempo necesario para igualar la velocidad de la sonda, que será mucho tiempo si está utilizando propulsión iónica.

Mi sugerencia: Trátalo como Plutón

Interceptar un objeto rápido es difícil, pero es mucho, mucho más barato hacer un sobrevuelo: construya una sonda al estilo New Horizons, láncela con varias cámaras y espectrómetros de muy alta resolución y póngala en un curso para volar y grabar como tanta información sobre la sonda como sea posible.

Por ejemplo, para encontrarse realmente con la sonda: pero para simplemente volar y tomar fotografías, solo necesita hacer coincidir la posición:

Con un poco de suerte (y algunas cámaras muy rápidas), los científicos podrían reconstruir los detalles de la placa dorada (sin embargo, probablemente no lo suficiente como para leer los surcos del disco), pero podrían determinar la composición química y la construcción mecánica. de la sonda, determina que fue lanzada con cohetes químicos observando los espectros de emisión química y verifica que tenga imágenes extraterrestres y que no fue lanzada desde su propio planeta (aunque el debate en torno a ese punto podría ser una subtrama interesante).

Sin lanzar nada en absoluto, pudieron obtener una estimación bastante buena de la procedencia de la sonda (según las mediciones de la trayectoria del telescopio).

La Voyager también tendría marcas características del espacio profundo: agujeros minúsculos de micrometeoritos, posiblemente un gran trozo faltante de un meteorito no tan micro y (tal vez) alguna carga residual de su viaje a través del plasma interestelar.

(Tenga en cuenta que estas medidas no se pueden tomar desde la superficie de Kerbin: ningún telescopio terrestre en el suelo o en el espacio tiene suficiente poder de resolución sin estar muy cerca de la Voyager).

• Pon todo en órbita. Las misiones Apolo a la Luna lanzaron a la tripulación y al módulo de aterrizaje en un solo cohete. Podría ser posible lanzar lo que sigue a continuación en un solo paso, pero tal vez deba ensamblarse a partir de múltiples lanzamientos.
• Decidir: ¿tripulado o no tripulado? Dada la naturaleza de la misión, ¿quieres una nave controlada a distancia? ¿O quieres gente?
• La expedición necesita hacer coincidir el rumbo con la sonda entrante. Eso podría implicar viajar hacia la sonda, luego dar la vuelta y seguir un curso paralelo. Necesitará montones y montones de delta-V .
• Captura. Probablemente implique una cuarentena, para evitar dañar la evidencia. ¿Queda ADN "alienígena" en la sonda? ¿Huellas dactilares? ¿Gérmenes?
• Date la vuelta y entra en la órbita del mundo natal. Más delta-V.
• Decide si puedes derribarlo de forma segura o si se queda en una estación espacial.

El presupuesto delta-V requerido podría ser muy alto: la velocidad de la Voyager en relación con el sol no es la misma que la velocidad de la Voyager en relación con el mundo natal alienígena.

Como mencionó JDługosz , necesitarás montones y montones de delta-V. Eso significa que la nave espacial se optimizará para viajes de largo alcance, no para un sistema de lanzamiento/aterrizaje con capacidad atmosférica. Piensa en alguna de las propuestas de Mars, o diseños similares .

Sin embargo, el tiempo podría arrojar una llave inglesa en las obras. Si pierden una década construyendo la nave perfecta para la misión, la sonda alienígena habrá pasado. Quizás la mejor opción sea rediseñar una misión de asteroides que estaba casi lista para lanzarse. Deseche la mayor parte de la carga útil científica, tome combustible adicional y listo. Preocúpate de la cuarentena cuando regrese la misión.

El xkcd ¿Y si? artículo sobre una misión no tripulada para recuperar la Voyager I? cubre esto: una cita equivaldría a lo mismo.

Por lo tanto, usar la tecnología de cohetes convencionales para ir a un cuerpo que se mueve a gran velocidad en relación con nosotros y regresar con él sería muy costoso y poco práctico, aunque técnicamente posible (suponiendo que las naciones aún puedan permitírselo).

La recuperación de la sonda sería extremadamente difícil, pero puede reducir su velocidad para que no pase por alto su planeta y, con suerte, se lance a una órbita que le permita oportunidades adicionales para reducir su velocidad hasta que pueda capturarla.

1. Golpéalo con un láser. Esto no solo lo empujará (ralentizándolo) a través de la presión de la radiación, sino que también erosionará la superficie de la sonda, lo que hará que disminuya su velocidad a medida que expulsa masa. Con suerte, los grabados en la superficie no tienen solo una molécula de espesor :)

2. Ponga una fina nube de hidrógeno en su camino, para que desacelere por fricción. Hay que tener cuidado de no calentar demasiado la sonda.

3. Haga que una nave se encuentre con la sonda (mientras orbita su sistema) y construya un caparazón de aerofrenado a su alrededor, o acóplele una vela láser. Entonces puede ser más agresivo al ralentizar la sonda. Esto tiene la ventaja de que su nave solo tiene que encontrarse con la sonda, no ralentizarla, y usted puede ralentizarla sin tener que impactar contra la sonda (mediante láser o desaceleración por fricción). Una vela solar, especialmente si se puede desplegar y retraer, permitiría que la presión de la radiación del sol ralentizara/acelerara la sonda según fuera necesario cuando está demasiado lejos de su láser base, por lo que puede modificar constantemente la trayectoria de las sondas en más favorables para usted.

Si comienza mientras la sonda está lo suficientemente lejos, incluso un pequeño cambio en la velocidad hará que pierda su planeta, luego puede lanzarse detrás del planeta y comenzar a disminuir la velocidad. El objetivo es ponerlo en una órbita que lo acerque a su planeta nuevamente, para que pueda seguir ralentizándolo y dejar que lo haga a través de la gravedad de su planeta. Eventualmente, será lo suficientemente lento como para intentar aerofrenarlo en su atmósfera y recuperarlo antes de que toque el suelo o tendrá un delta v lo suficientemente bajo como para que una nave tenga un curso coincidente (probablemente a través de una órbita larga con mucho hondas de construcción de velocidad propias) con suficiente remasa para ralentizarlo hasta un punto de lagrange o una órbita estable donde puede estudiarlo a su antojo. Esto llevará MUCHO tiempo, probablemente décadas.

Obviamente, puede tomar todas las imágenes que desee a medida que pasa, aunque debe ser inteligente con el posicionamiento para capturar todos los lados, a menos que la sonda esté girando (o la haga girar con su láser).

Posible sin ninguna tecnología realmente nueva , pero ninguna nave espacial existente o 'lista para usar' podría hacer esto. Necesitará muchas advertencias para diseñar, construir y lanzar uno.

Necesitarías enviar una segunda sonda para encontrarse con él, agarrarlo y empujarlo fuera de una trayectoria interestelar a una órbita alrededor del planeta.

Esto requeriría mucha capacidad delta-v (al menos varias decenas de kilómetros por segundo; en enero de 2015, la velocidad de la Voyager 1 en relación con la Tierra era de 27,2 km/s ; si pasara por otro sistema solar, esto variaría según la velocidad de esa estrella en relación con el Sol y la velocidad orbital del planeta alrededor de la estrella), demasiado, demasiado para un cohete químico práctico. Así que querrías motores iónicos. El motor de iones NSTAR actual de la NASA tiene un impulso específico de más de 3000 segundos, y el NEXT actualmente en desarrollo (se supone que estará listo en 2019 según Wikipedia será de más de 4000. Así que podría hacer esto con una proporción de masa probablemente en el estadio de béisbol de 2.5 - 4.

El problema es que los motores iónicos consumen mucha energía y tienen un empuje bajo, por lo que deberá hacer funcionar los motores durante mucho tiempo. La sonda probablemente volará junto al sol y abandonará el área de alta energía solar demasiado rápido (aunque los paneles solares se están volviendo bastante avanzados, así que tal vez...) Su mejor apuesta sería un reactor nuclear: esto es posible con la tecnología actual. pero requeriría mucho tiempo y voluntad política para superar las preocupaciones sobre el lanzamiento de materiales nucleares. No sé lo suficiente, pero debería poder lograrse en menos de una década con la financiación y la voluntad política suficientes (fueron solo ~ 8 años desde el vuelo suborbital de Alan Shepard hasta el alunizaje de Neil Armstrong, y eso requirió desarrollos realmente nuevos).

Si ya tenía remolcadores espaciales con motores iónicos de propulsión nuclear en el espacio, el tiempo de espera podría ser mucho menor.

Por suerte, se dirige directamente a nuestro sistema, ¡y probablemente colisionará con nuestro planeta!

Esto debería simplificar las cosas. Primero una estadística rápida. La Voyager 1 viaja a ~3.5AU por año (aproximadamente la distancia de Júpiter a Marte). Eso debería ayudar a establecer una línea de tiempo para todo esto. Sé que las otras respuestas dicen que sería casi imposible ver la sonda a una distancia real, pero su pregunta no preguntaba si se podía encontrar, sino qué hacer después de encontrarla. Así que te dejo a ti que lo encuentres con tiempo suficiente para hacer algo al respecto.

Para recuperar la sonda, necesitará un empujador de espacio . Dado que la Voyager 1 viene directamente hacia ti, el truco consistirá en empujarla hacia un patrón orbital en lugar de un aterrizaje forzoso.

Así que construye un empujador espacial, lánzalo, haz que vaya a la misma velocidad en la Voyager (~1,5 veces la velocidad de un transbordador espacial) y empújalo lentamente hacia un lado. Existe la posibilidad de que acabes arrojándolo con una honda, en cuyo caso puedes volver a tocarlo. Tal vez tome algunos años y varias órbitas alrededor de varios cuerpos estelares y planetarios para finalmente establecerse en una órbita estable, pero una vez que eso suceda, podrá examinarlo a su gusto.