Ein genauer Blick auf das Projekt Lyra

Gute Tageszeit, Giktayms!

Gestern habe ich den Artikel „ Catch up with ʻOumuamua! Project“ Lira “veröffentlicht, und als ich anfing, den Bericht„ Project Lyra: Senden eines Raumfahrzeugs an 1I / 'Oumuamua (ehemals A / 2017 U1) “zu lesen, erwähnte ich darin schnell den interstellaren Asteroiden es stellte sich heraus, dass es notwendig wäre, es zum besseren Verständnis zu übersetzen. Ich begann mit dem leckersten dritten Abschnitt: „3. Konzepte und Technologien “, und während der Übersetzung schrieb mir Denis Nyrkov, Voyager-1 , dass er gerade den Anfang des Artikels übersetzt habe. Also haben wir drei zusammen die Aufgabe gemeistert. Der dritte Teilnehmer ist ein Google-Übersetzer. Ehrlich gesagt, ohne seine Teilnahme würde ich mich einfach nicht mit diesem Artikel beschäftigen.

Links zu früheren Artikeln über ʻOumuamua, ein angesehenes Mitglied mit dem Spitznamen akurilov :

1) Date mit Oumuamua. Erstes interstellares Objekt im Sonnensystem
2) Das erste offene interstellare Objekt erwies sich als ungewöhnlich
3) Mein Übersichtsartikel über das „Lear-Projekt“ - Treffen Sie sich mit ʻOumuamua! Projekt "Lira"

Notizen in Kursivschrift in Klammern sind meine. Die Liste der Quellen wird bewusst unverändert gelassen, Notizen werden hinzugefügt. So wird es einfacher, Quellen zu finden. In Zukunft plane ich mehrere Übersetzungen mit Namen wie: "Ein genauer Blick auf Project Lyra # 00", wobei anstelle von Nullen eine Quellennummer aus der Liste angezeigt wird, wenn jemand beitreten möchte - bitte. Außerdem ist alles wie im Leben, jetzt leer, jetzt dick. Ich möchte eine neue Veröffentlichung über „Moon Village“ machen, da es aktuelle Nachrichten und interessante Informationen gibt. Das ist eigentlich das ganze Vorwort.

Lears Projekt: Senden des Geräts an den interstellaren Asteroiden Oumuamua (ehemals A / 2017 U1)

Andreas M. Hein (1), Nikolaos Perakis (1), Kelvin F. Long (1), Adam Crowl (1), Marshall Eubanks (2), Robert G. Kennedy III (1), Richard Osborne (1)

1) Initiative für interstellare Studien , Knochenmühle, New Street, Charfield, GL12 8ES, Vereinigtes Königreich
2) Asteroid Initiatives LLC

Anmerkung


Das erste bestätigte interstellare Objekt, das in unserem Sonnensystem entdeckt wurde, ʻOumuamua (früher bekannt als A / 2017 U1), bot uns die Möglichkeit, Material aus einem anderen Sternensystem direkt zu untersuchen. Ist es möglich, dieses Objekt abzufangen? Die Herausforderung, das Objekt in angemessener Zeit zu erreichen, ist aufgrund seiner hohen hyperbolischen Geschwindigkeit (Geschwindigkeit minus der dritten Raumgeschwindigkeit ) von etwa 26 km / s, die viel schneller ist als jedes derzeit fahrende Fahrzeug, schwierig zu erreichen. Dieser Artikel enthält eine allgemeine Analyse der möglichen Umsetzung einer solchen Mission in naher Zukunft. Das Starten eines Geräts mit einem akzeptablen Missionsvorbereitungsverfahren von 5 bis 10 Jahren erfordert eine übermäßige hyperbolische Geschwindigkeit zwischen 33 und 76 km / s für eine Missionsdauer zwischen 30 und 5 Jahren. Unterschiedliche Missionsdauern und ihre Geschwindigkeiten erfordern Schätzungen unter Berücksichtigung des Startdatums und legen den Abschluss der Abfangbahn mit einem einzigen Impuls nahe. Es werden verschiedene technische Möglichkeiten beschrieben, darunter das Obert-Manöver ( oder Gravitationsmanöver ) in der Nähe der Sonne mit chemischen Motoren und die erweiterte Möglichkeit mit Solar- oder Lasersegeln. Um das wissenschaftliche Ergebnis der Mission zu maximieren, ist es aufgrund des geringen wissenschaftlichen Ertrags beim Hochgeschwindigkeitsflug äußerst wünschenswert, den Apparat in Oumuamua zu verlangsamen. Es wird der Schluss gezogen, dass die Erreichung des Ziels zwar eine technische Herausforderung darstellt, seine Umsetzung jedoch mit bereits vorhandenen oder in naher Zukunft erscheinenden Technologien als realisierbar angesehen wird.

1. Einleitung


Am 19. Oktober 2017 wurde an der Universität von Hawaii ein Objekt in der Nähe der Erde unter Verwendung von Daten aus dem Pan-STARRS- Teleskopnetzwerk entdeckt, das ursprünglich A / 0217 U1 hieß und später in Oumuamua umbenannt wurde. Es wurde entdeckt, dass dieses Objekt mit einer Geschwindigkeit im Unendlichen (relativ zur Sonne) von etwa 26 km / s nicht an das Sonnensystem gebunden ist und von einem Punkt nahe der Sonnenspitze (oberhalb der Ebene, in der sich die Planeten bewegen) aus dem Sternbild Lyra zu uns kam. Aufgrund der Tatsache, dass er bei Annäherung an die Sonne keinen Schwanz hatte, sah das Objekt nicht wie ein Komet aus und wurde als Asteroid erkannt. Spätere Beobachtungen des Palomar-Observatoriums zeigten, dass das Objekt einen rötlichen Farbton aufweist, ähnlich der Farbe von Objekten aus dem Kuipergürtel [3]. Es sah aus wie ein Zeichen kosmischer Erosion. Seine orbitalen Eigenschaften wurden in [2,4] analysiert.

Derzeit ist die Häufigkeit, mit der solche Objekte in das Sonnensystem gelangen, kaum bekannt. Da Oumuamua die nächstgelegene makroskopische Probe interstellaren Materials ist ( wir sprechen von den sogenannten galaktischen Strahlen ), wahrscheinlich mit einem charakteristischen Isotopenabdruck von allen Objekten des Sonnensystems, ist das wissenschaftliche Ergebnis aus der Gewinnung von Proben eines solchen Objekts schwer zu bewerten. Eine detaillierte Untersuchung von interstellarem Material in interstellaren Entfernungen wird wahrscheinlich nicht früher als Jahrzehnte später stattfinden, selbst wenn sich das Breakthrough Starshot- Projekt (zum Beispiel) intensiv entwickelt. Eine sehr interessante Frage ist daher die Möglichkeit, eine solch einzigartige Gelegenheit zu nutzen, um das Raumschiff nach Oumuamua zu schicken, um es in der Nähe zu untersuchen.

Die Initiative für interstellare Studien ( 2012 in England gegründete gemeinnützige Organisation ), kurz i4is, kündigte Lear am 30. Oktober an, um diese Fragen zu beantworten. Ziel des Projekts ist es, die Möglichkeit zu prüfen, in naher Zukunft eine Mission nach Oumuamua mit aktuellen und erwarteten Technologien durchzuführen und ein Missionskonzept für die Durchführung einer Flugmission oder ein Treffen mit diesem Asteroiden vorzuschlagen. Die Herausforderung ist komplex: Nach aktuellen Schätzungen hat Oumuamua eine hyperbolische Übergeschwindigkeit von 26 km / s. Dies ist deutlich mehr als jedes Objekt, das der Mensch derzeit in den Weltraum schleudert. Voyager-1 - das schnellste Objekt, das jemals vom Menschen geschaffen wurde, hat eine Übergeschwindigkeit von 16,6 km / s. Da Oumuamua das Sonnensystem bereits verlässt, muss jedes in Zukunft gestartete Fahrzeug diesen Asteroiden einholen. Zusätzlich zu dem wissenschaftlichen Interesse, Daten über dieses Objekt zu erhalten, kann die Aufgabe seiner Erreichung an sich moderne Weltraumtechnologien voranbringen. Daher ist Lears Projekt nicht nur aus wissenschaftlicher Sicht zu diesem Thema interessant, sondern auch unter dem Gesichtspunkt technologischer Herausforderungen. Abbildung 1 zeigt das Logo für das Lear-Projekt:


Dieser Artikel enthält einige Ergebnisse einer vorläufigen Analyse verschiedener Missionskonzepte für Oumuamua.

2. Flugbahnanalyse


Angesichts der hyperbolischen Übergeschwindigkeit und ihrer Neigung zur Ekliptik des Sonnensystems ist die erste zu beantwortende Frage das erforderliche Geschwindigkeitsinkrement (DeltaV), um das Objekt zu erreichen, ein Schlüsselparameter für die Auslegung des Motorsystems. Offensichtlich erreicht ein langsameres Raumschiff das Objekt später als ein schnelleres Raumschiff, was zu einem Kompromiss zwischen der Dauer der Reise und dem erforderlichen DeltaV führt. Je früher das Raumschiff startet, desto kürzer ist außerdem die Dauer der Reise, da die Entfernung des Objekts mit der Zeit zunimmt. Der Starttermin in den nächsten 5 Jahren dürfte jedoch unrealistisch sein, und selbst 10 Jahre können schwierig sein, wenn neue Technologien benötigt werden. Daher liegt der dritte grundlegende Kompromiss zwischen dem Startdatum und der Auslösezeit / charakteristischen Energie C3. Die charakteristische Energie ist das Quadrat der hyperbolischen Überschussgeschwindigkeit, das als Geschwindigkeit im Unendlichen relativ zur Sonne verstanden werden kann. Diese Kompromisse sind in Abbildung 2 festgelegt. Die Abbildung zeigt ?? charakteristische Energie für den Start in Bezug auf die Dauer der Mission und das Startdatum. Es wird von einem gepulsten Kraftwerk mit relativ kurzer Traktionsdauer ausgegangen. Planeten- oder Sonnenflug wird nicht vorausgesetzt, sondern nur ein direkter Start zum Objekt. Sie können sehen, dass es ein Minimum von C3 gibt, das ungefähr 26,5 km / s (703 km ^ 2 / s ^ 2) beträgt. Dieser Mindestwert steigt jedoch schnell an, wenn das Startdatum vorgetragen wird. Gleichzeitig führt eine längere Mission zu einer Verringerung des erforderlichen C3, beinhaltet aber auch ein Treffen mit einem Asteroiden in größerer Entfernung von der Sonne. Ein realistischer Starttermin für die Sonde wird in Zukunft mindestens 10 Jahre betragen (2027). Zu diesem Zeitpunkt beträgt die hyperbolische Übergeschwindigkeit bereits 37,4 km / s (1400 km ^ 2 / s ^ 2) bei einer Flugdauer von etwa 15 Jahren, was es äußerst schwierig macht, eine solche Flugbahn mit normalen Starts ohne Planetenspanne zu erreichen.



Abbildung 2: C3-charakteristische Energie in Bezug auf Missionsdauer und Startdatum.

Zusätzlich zur hyperbolischen Überschussgeschwindigkeit beim Start sollte die Überschussgeschwindigkeit relativ zum Asteroiden bei einer Kollision (V∞, 2) berücksichtigt werden, da sie die Art der Mission bestimmt, die möglich ist. Eine hohe Übergeschwindigkeit relativ zum Asteroiden verringert die Flugdauer, verringert aber auch die Zeit, die für Beobachtungen in der Nähe des interstellaren Objekts zur Verfügung steht. Andererseits kann ein niedriger Wert für V∞, 2 sogar einen Übergang zur Umlaufbahn um den Asteroiden mit einem gepulsten oder kleinen Manöver ermöglichen, um die Sonde zu verlangsamen. Die Übergeschwindigkeit bei Ankunft ist in Abbildung 3 dargestellt, abhängig vom Startdatum und der Flugdauer. Die Verformungen der Geschwindigkeitskurven sind auf die Erdumlaufbahn um die Sonne zurückzuführen, die zu einer mehr oder weniger günstigen Position für den Start auf das Objekt führt. Sie sehen, dass die minimale Übergeschwindigkeit von etwa 26,75 km / s einen Start im Jahr 2018 und eine Flugdauer von mehr als 20 Jahren impliziert. Dieser Wert für die Geschwindigkeitsüberschreitung verhindert nicht den Übergang in die Umlaufbahn um Oumuamua. Dieser Mindestwert steigt jedoch für spätere Startdaten schnell an. Das realistische Startdatum der Sonde wird in Zukunft zwischen 5 und 10 Jahren liegen (von 2023 bis 2027). Zu diesem Zeitpunkt beträgt die erforderliche hyperbolische Übergeschwindigkeit für die Mission 33 bis 76 km / s bei einer Flugdauer von 30 bis 5 Jahren. Diese Werte übertreffen die derzeitigen Fähigkeiten des chemischen und elektrischen Antriebssystems, langsamer zu werden und um Oumuamua in die Umlaufbahn zu gelangen, bei weitem.



Abbildung 3: Hyperbolische Übergeschwindigkeiten im Verhältnis zur Flugdauer und zum Startdatum

Abbildung 4 zeigt die ungefähre Entfernung, in der ein Raumschiff ein Objekt abfängt. Für ein realistisches Startdatum von 2027 oder später fliegt ein Raumschiff in einer Entfernung von 100 bis 200 A von der Erde an einem Objekt vorbei, ähnlich der heutigen Entfernung zu Voyager-Sonden. In einer solchen Entfernung ist es offensichtlich, dass Stromversorgung und Kommunikation zu einem Problem werden und Kernkraftquellen wie RTGs erforderlich sind.



Abbildung 4: Startdatum und Missionsdauer Der Farbcode gibt die Entfernung an, in der das Raumschiff ein Objekt sendet

Abbildung 5 zeigt die Flugbahn der Stichprobe mit einem Startdatum im Jahr 2025. Die Erdumlaufbahn kann als winzige Ellipse um die Sonne (als schwarzer Kreis angezeigt) in der unteren rechten Ecke des Bildes gesehen werden. Die Flugbahnen des Asteroiden und des Raumfahrzeugs sind fast gerade.



Abbildung 5: Ein Beispiel für die Flugbahn eines Raumfahrzeugs, das 2025 gestartet werden soll, und ein Treffen mit 1I / 'Oumuamua im Jahr 2055

Ein weiterer Vorschlag ist nicht, Oumuamua zu jagen, sondern sich darauf vorzubereiten, dass das nächste interstellare Objekt in unser Sonnensystem eindringt, und Mittel zu entwickeln, um schnell ein Raumschiff auf ein solches Objekt zu starten.

Es werden zwei Szenarien analysiert: Erstens eine Mission mit einer kurzen Dauer von nur einem Jahr, die zu einem Treffen von nur 5,8 AE von der Sonne aus führen wird. Die erforderliche hyperbolische Übergeschwindigkeit kann jedoch Geschwindigkeiten von etwa 20 km / s erreichen. Schließlich wird aufgrund des Kollisionswinkels eine hohe Geschwindigkeit relativ zum Asteroiden erwartet, die 13,6 km / s beträgt, wie in Abbildung 6 dargestellt.



Abbildung 6: Flugbahn startet 2017 und trifft sich 2018

Die Mission am selben Startdatum, jedoch mit einer Dauer von 20 Jahren, ist in Abbildung 7 dargestellt. Bei einer Kollision ist die relative Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs relativ zum Objekt relativ gering (in diesem speziellen Fall etwa 600 m / s), was eine Gelegenheit sein kann, das Manöver zu verlangsamen und in die Umlaufbahn zu gelangen um 'Oumuamua.



Abbildung 7: Flugbahn für den Start im Jahr 2017 und das Treffen im Jahr 2037

Zusammenfassend ist die Schwierigkeit, Oumuamua zu erreichen, eine Funktion des Starts, der hyperbolischen Übergeschwindigkeit und der Missionsdauer. Zukünftige Missionsentwickler müssen geeignete Kompromisse zwischen diesen Optionen finden. Für einen realistischen Starttermin in 5-10 Jahren liegt die hyperbolische Übergeschwindigkeit zwischen 33 und 76 km / s mit einem Treffen weit über der Umlaufbahn von Pluto (50-200 ae).

3. Konzepte und Technologien


Wie oben gezeigt, ist das Streben nach 'Oumuamua mit einem realistischen Startdatum (nächste 5-10 Jahre) ein ernstes Problem für moderne Raumfahrtsysteme. Die Startarchitektur ist nominell beispielsweise mit dem Space Launch System (SLS) möglich, was die Missionsentwicklung vereinfachen würde. Aber auch andere Startanbieter bieten in den nächsten Jahren vielversprechende Möglichkeiten. Eine der möglichen Möglichkeiten besteht darin, die Rakete SpaceX Big Falcon (BFR) zu verwenden, bei der die obere Stufe mit einem Startdatum im Jahr 2025 im Weltraum betankt. Um den erforderlichen hyperbolischen Überschuss (mindestens 30 km / s) zu erreichen, ist eine Überführung des Jupiter in Kombination mit einem engen Durchgang in der Nähe der Sonne (bis zu 3 Sonnenradien) erforderlich, der als „Solar Fryby“ bezeichnet wird. Dieses Manöver wird auch als "Wickelmanöver" bezeichnet [5]. Die Architektur wurde vom Keck-Institut für Weltraumstudien (KISS) [6] und dem Jet Propulsion Laboratory (JPL) [7] für die Untersuchung interstellarer Asteroiden vorgeschlagen. Die Verwendung von BFR macht jedoch zahlreiche Gravitationsmanöver überflüssig, um den Impuls zu erzeugen, der für den Eintritt in die Flugbahn des Jupiter erforderlich ist. Stattdessen können Sie direkt eine Sonde mit mehreren Booster-Schritten starten ( von einer stark elliptischen erdnahen Umlaufbahn (hochexzentrische Erdumlaufbahn, HEEO )), mit der Sie eine Geschwindigkeit von 10 km / s für eine 18-monatige Reise zum Jupiter und sein Gravitationsmanöver erreichen, gefolgt vom Flug der Sonne (Dies ist erforderlich, um die Ekliptik zu ändern.) Die mehrschichtige Wärmeisolierung schützt das Gerät vor Sonneneinstrahlung, wenn es seinen Festtreibstoffmotor mit einem großen Schub am Perihel der Umlaufbahn einschaltet (ein hoher Schub ist erforderlich, um den Obert-Effekt zu maximieren). Interstellare Medien des Keck-Instituts für Weltraumforschung (KISS) zeigten die Möglichkeit, mit vorhandenen Technologien Geschwindigkeiten von 70 km / s zu erreichen und einen Körper in einer Entfernung von 85 AE im Jahr 2039 abzufangen, wenn das Gerät 2025 auf den Markt gebracht wurde. Trotzdem zurückhaltendere Schätzungen Sie ermöglichen es, eine Mission mit einer Geschwindigkeit von 40 km / s zu erreichen und ein Objekt in einer Entfernung von 155 AE im Jahr 2051 abzufangen. Bei einer hohen Annäherungsgeschwindigkeit startet das Gerät eine Aufprallsonde, die eine erhebliche Gaswolke aufwirbeln sollte, was eine ernsthafte Option für die Forschung sein kann Lass den Asteroiden mit einem Spektrometer an Ort und Stelle. “

Die obige Architektur betont eher die Dringlichkeit als die Best Practices. Der Einsatz fortschrittlicherer Technologien wie Sonnensegel, Lasersegel und laserelektrische Bewegungen kann zusätzliche Möglichkeiten für Überflüge oder Rendezvous mit Oumuamua eröffnen. Das Folgende sind Analysen erster Ordnung für Solar- und Lasersegelmissionen.

Bei einer Mission mit einem Sonnensegel wird beim Start aus der Erdumlaufbahn die Startzeit von 3 bis 4 Jahren berücksichtigt. Die Geschwindigkeitsanforderung beträgt ~ 55 km / s, was einen Lichtfaktor für die Mission von 0,15 und eine charakteristische Beschleunigung von 0,009 m / s ^ 2 anzeigt. Dies erfordert eine spezifische Belastung des Segels in der Größenordnung von 1 g / m 2, moderne Materialien mit leichten Nutzlasten können 0,1 g / m 2 erreichen. Angesichts dessen kommen wir bei unterschiedlichen Massen von Raumfahrzeugen bei einer Segellast von bis zu 1 g / m ^ 2 zu den in Tabelle 1 angegebenen Werten für ein kreisförmiges und quadratisches Segelboot.



Tabelle 1: Parameter des Sonnensegels in Bezug auf die Masse des Raumfahrzeugs
Raumschiffmasse [kg] Segelfläche [m ^ 2] Ci

Das praktischste Projekt ist der Start nach 4 Jahren und die Masse des Schiffes beträgt 1 kg und weniger.

Für laserbasierte Aufgaben, die auf der Technologie der Stars Starshot Breakthrough Initiative [8-10] basieren, wird ein 2,74-MW-Laserstrahl mit voller Sondenbeschleunigung auf 55 km / s verwendet und in 3,5 Jahren gestartet (2021). Beschleunigen für 3.000 mit einer Sonde mit einem Gewicht von etwa 1 Gramm. Er wird in ungefähr 7 Jahren 'Oumuamua erreichen. Mit einem Laser von 27,4 MW konnte eine 10-Gramm-Sonde dispergiert werden. Noch größere Massen von Raumfahrzeugen können durch die Verwendung verschiedener Missionsarchitekturen, niedrigerer Beschleunigungsgeschwindigkeiten und längerer Flugdauern erreicht werden. Mit einer solchen Laserstrahlinfrastruktur könnten jedoch Hunderte oder sogar Tausende von Sonden gesendet werden, wie in 8 gezeigt. Eine solche verteilte Architektur unter Verwendung eines Sondenschwarms ermöglicht das Sammeln von Daten auf einem größeren Suchvolumen ohne Einschränkungen für ein einzelnes monolithisches Raumfahrzeug.



Abbildung 8: Schwarm eines Lasersegels (Bildnachweis: Adrian Mann)

Ein weiteres von Streian und Peck [11] vorgeschlagenes Konzept besteht darin, ChipSats in die Magnetosphäre des Jupiter zu senden und sie dann mithilfe der Lorentz-Kraft auf sehr hohe Geschwindigkeiten von etwa 3000 km / s zu beschleunigen [12,11,13]. Die Steuerung der Richtung dieser Sonden ist jedoch möglicherweise keine triviale Aufgabe.

Eine wichtige Konsequenz ist, dass nach der Erstellung der operativen Infrastruktur des Beast Project Starshot auch in kleinem Maßstab Missionen zu interstellaren Objekten, die durch das Sonnensystem fliegen, in kurzer Zeit gestartet werden können und die Entwicklung dieser Infrastruktur rechtfertigen können. Der Hauptvorteil einer solchen Architektur wäre eine kurze Reaktionszeit auf ungewöhnliche Gelegenheiten. Investitionen werden durch die Optionskosten einer solchen Infrastruktur gerechtfertigt.

In Bezug auf die Verzögerung in der Anlage können Sie natürlich beispielsweise vorhandene Antriebssysteme verwenden. obwohl durch die geringe spezifische Leistung der RTGs als Energiequelle begrenzt. ( Es ist nicht klar, warum Kernreaktoren nicht als Energiequelle angesehen werden.) Es lohnt sich, fortschrittlichere Technologien wie Magnetsegel [14,15], Elektrosegel [16] und das spätere magnetosphärische Bremssystem [17] mit dem Abstand zwischen den Abschnitten hinter der Heliosphäre in das unberührte interstellare Medium (Interstellar Medium, ISM) zu erforschen . Die technologische Bereitschaft dieser fortschrittlicheren Technologien ist derzeit gering, abhängig von Durchbrüchen bei der Herstellung supraleitender Materialien, aber sie werden die wissenschaftliche Rendite um Größenordnungen multiplizieren.

Die geringe Größe des Objekts und seine niedrige Albedo erschweren die Beobachtung, nachdem es wieder in den Weltraum gelangt ist. Dies stellt ein erhebliches Navigationsproblem dar, um eine ziemlich genaue Richtung nach 'Oumuamua zu erhalten, um näher an das Objekt heranzukommen und nützliche Daten zu sammeln. Aufgrund der Positionsunsicherheit eines solchen Objekts mit einer wenig bekannten Flugbahn sollte das Projekt einer verteilten Mission mit einem Schwarm von Sonden untersucht werden, der einen großen Bereich abdecken kann.

4. Schlussfolgerungen


Die Entdeckung des ersten interstellaren Objekts, das unser Sonnensystem besucht hat, ist ein aufregendes Ereignis und kann eine Chance für ein Leben oder sogar für mehrere Leben sein. Um die Machbarkeit dieser Einrichtung zu beurteilen, hat i4is kürzlich das Lyra-Projekt initiiert. In diesem Artikel haben wir wichtige Ziele für das Erreichen von 'Oumuamua, einer ungefähren Missionsdauer und der erforderlichen hyperbolischen Übergeschwindigkeit je nach Startdatum identifiziert. In jedem Fall wird die Mission des Objekts die Grenzen dessen erweitern, was heute technologisch möglich ist. Eine Mission unter Verwendung eines konventionellen chemischen Kraftsystems wäre mit einem Vorbeiflug von Jupiter für ein Gravitationsmanöver und in der Nähe eines Durchgangs in der Nähe der Sonne möglich. Mit den richtigen Materialien können Sie auch die Technologie von Solar- oder Lasersegeln nutzen.

Ein wichtiges Ergebnis unserer Analyse ist, dass der große Wert der Laserstrahlinfrastruktur aus dem Starshot-Projekt „Breakthrough Initiatives“ in der Flexibilität besteht, schnell auf zukünftige unerwartete Ereignisse zu reagieren. Senden Sie beispielsweise einen Schwarm Sonden an das nächste Objekt, ähnlich wie bei 'Oumuamua. Wenn eine solche Infrastruktur jetzt existieren würde, könnten Abfangmissionen innerhalb eines Jahres 'Oumuamua erreichen.

Zukünftige Arbeiten im Rahmen des Lyra-Projekts werden sich auf eine detailliertere Analyse verschiedener Konzepte und Technologien der Mission konzentrieren, um deren Anzahl auf 2-3 vielversprechende Optionen für die weitere Entwicklung zu reduzieren.

Quellen
[1] The International Astronomical Union — Minor Planet Center, MPEC 2017-V17 : New Designation
Scheme for Interstellar Objects, Minor Planet Electronic Circular. (2017).
www.minorplanetcenter.net/mpec/K17/K17V17.html (accessed November 7, 2017).
[2] E. Mamajek, Kinematics of the Interstellar Vagabond A/2017 U1, (2017).
arxiv.org/abs/1710.11364 (accessed November 5, 2017).
[3] J. Masiero, Palomar Optical Spectrum of Hyperbolic Near-Earth Object A/2017 U1, (2017).
arxiv.org/abs/1710.09977 (accessed November 5, 2017).
[4] C. de la F. Marcos, R. de la F. Marcos, Pole, Pericenter, and Nodes of the Interstellar Minor Body
A/2017 U1, (2017). doi:10.3847/2515-5172/aa96b4.
[5] R. Adams, G. Richardson, Using the Two-Burn Escape Maneuver for Fast Transfers in the Solar
System and Beyond, in: 46th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference &
Exhibit, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Reston, Virigina, 2010.
doi:10.2514/6.2010-6595.
[6] L. Friedman, D. Garber, Science and Technology Steps Into the Interstellar Medium, 2014.
[7] L. Alkalai, N. Arora, S. Turyshev, M. Shao, S. Weinstein-Weiss, A Vision for Planetary and
Exoplanet Science: Exploration of the Interstellar Medium: The Space between Stars, in: 68th
International Astronautical Congress (IAC 2017), 2017.
[8] P. Lubin, A Roadmap to Interstellar Flight, Journal of the British Interplanetary Society. 69 (2016).
[9] AM Hein, KF Long, D. Fries, N. Perakis, A. Genovese, S. Zeidler, M. Langer, R. Osborne, R.
Swinney, J. Davies, B. Cress, M. Casson, A. Mann, R. Armstrong, The Andromeda Study: A
Femto-Spacecraft Mission to Alpha Centauri, (2017). arxiv.org/abs/1708.03556 (accessed
November 5, 2017).
[10] AM Hein, KF Long, G. Matloff, R. Swinney, R. Osborne, A. Mann, M. Ciupa, Project
Dragonfly: Small, Sail-Based Spacecraft for Interstellar Missions, Submitted to JBIS. (2016).
[11] B. Streetman, M. Peck, Gravity-assist maneuvers augmented by the Lorentz force, Journal of
Guidance, Control, and Dynamics. (2009).
[12] M. Peck, Lorentz-actuated orbits: electrodynamic propulsion without a tether, NASA Institute for
Advanced Concepts, Phase I Final Report. (2006).
www.niac.usra.edu/files/studies/abstracts/1385Peck.pdf (accessed April 18, 2016).
[13] J. Atchison, B. Streetman, M. Peck, Prospects for Lorentz Augmentation in Jovian Captures, in:
AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference and Exhibit, American Institute of
Aeronautics and Astronautics, Reston, Virigina, 2006. doi:10.2514/6.2006-6596.
[14] D. ANDREWS, R. ZUBRIN, Magnetic sails and interstellar travel, British Interplanetary Society,
Journal. (1990). www.lunarsail.com/LightSail/msit.pdf (accessed April 16, 2016).
[15] N. Perakis, AM Hein, Combining Magnetic and Electric Sails for Interstellar Deceleration, Acta
Astronautica. 128 (2016) 13–20.
[16] P. Janhunen, Electric sail for spacecraft propulsion, Journal of Propulsion and Power. (2004).
arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/1.8580 (accessed August 14, 2016).
[17] A. Shimazu, D. Kirtley, D. Barnes, J. Slough, Cygnus Code Simulation of Magnetoshell
Aerocapture and Entry System, Bulletin of the American Physical Society. (2017).

Ich entschuldige mich für das Versehen der Erstveröffentlichung.

Source: https://habr.com/ru/post/de408425/


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