Asteroidin vangitseminen

Asteroidien sieppaus tarkoittaa asteroidin siirtymistä  kiertoradalle kohteen , kuten planeetan, ympärillä. Tässä tapauksessa puhutaan asteroidin vangitsemisesta suurella kappaleella, jonka jälkeen asteroidista tulee luonnollinen satelliitti . Yleensä asteroidit, jotka lähestyvät planeettaa lyhyillä etäisyyksillä, joko heitetään kauemmas avaruuteen tai osuvat planeettaan. Mutta joissakin tapauksissa asteroidi alkaa kiertää planeettaa [1] . Tietyissä olosuhteissa vangitseminen on mahdollista millä tahansa planeettakappaleella.

Vuodesta 2014 lähtien Yhdysvaltain insinöörit kehittivät menetelmiä asteroidin vangitsemiseksi robottiavaruusaluksella. Kesäkuussa 2014 NASA raportoi, että asteroidi 2011 MD on ensisijainen ehdokas ARM:n (NASA) sieppaamiseen , mahdollisesti 2020-luvun alussa [2] . Vuonna 2017 työ tähän suuntaan loppui [3] .

Kiertoajelu

Asteroidien sieppaus tapahtuu, kun asteroidi lentää planeetan ohi, mutta ei ole tarpeeksi nopea voittaakseen planeetan painovoiman. Tässä tapauksessa planeetta vangitsee asteroidin ja menee vakaalle suljetulle elliptiselle kiertoradalle planeetan ympärillä kulkematta sen ilmakehän läpi. Mahdollisuus siirtyä vakaalle kiertoradalle riippuu sellaisista määristä kuin planeetan ja asteroidin suhteellinen nopeus, planeetan massa, asteroidin liikerata ja muiden kappaleiden aiheuttama häiriö.

Lähestyvä asteroidi voi melkein aina päästä planeetan vaikutusalueelle , koska se on hyperbolisella lentoradalla planeetan suhteen, koska Neptunuksen kiertoradan sisällä olevien planeettojen kiertoradat vastaavat nopeuksia, jotka ovat merkittävästi suurempia kuin pakonopeudet planeetalta . Toisin sanoen asteroidin kineettinen energia sen lähestyessä planeettaa on liian suuri , jotta asteroidi pääsisi suljetulle kiertoradalle planeetan painovoiman vaikutuksesta; sen kineettinen energia ylittää potentiaalisen energiamoduulin , mikä tarkoittaa, että planeetta ei rajoita asteroidin liikettä. Kolmas kappale (esimerkiksi satelliitti tai toinen planeetta) voi kuitenkin häiritä asteroidin liikeradan niin, että planeetan vertailukehyksessä olevan kappaleen liike-energia pienenee. Jos tässä tapauksessa asteroidin nopeus osoittautuu pienemmäksi kuin paikallinen pakonopeus, lentorata muuttuu hyperbolisesta elliptiseksi ja planeetta vangitsee asteroidin. Harvinaisissa tapauksissa tällaisen häiriön esiintyessä tai puuttuessa asteroidi muuttuu liikeradalle, joka leikkaa planeetan, mikä johtaa törmäykseen .

ARM-tehtävä

NASA ehdotti robottiavaruustehtävän luomista, jonka on tarkoitus vangita maata lähellä oleva asteroidi, jonka halkaisija on noin 8,2 m ja massa noin 500 tonnia. Asteroidi siirretään korkealle kuun kiertoradalle tai kiertoradalle, joka on lähellä toista Lagrange-pistettä ( halo-kiertorata , Lissajous-kiertorata ) [4] [5] . Asteroidin siirtämiseksi harkitaan seuraavia vaihtoehtoja: aurinkopaneeleilla toimivan sähkörakettimoottorin käyttö[6] tai painovoimatraktori .

Kun asteroidi on kuun kiertoradalla tai kiertoradalla toisen Lagrange-pisteen ympärillä, ainakin yksi ihmisen avaruustehtävä pystyy vierailemaan asteroidilla ja keräämään materiaaleja. Yksi Kuun kiertoradan eduista Maan kiertoradalle verrattuna on suhteellinen turvallisuus: jopa matkan lopussa pienet häiriöt lentoradassa voivat saada asteroidin putoamaan Kuuhun, mutta ei maan päälle. Myös korkean kiertoradan tapauksessa asteroidi on siirrettävä lyhyemmässä ajassa ja laukaisuikkunat ovat yleisiä verrattuna ikkunoihin, joilla asteroideja siirretään Maan kiertoradalle.

Ensimmäinen ongelma on sopivan asteroidin löytäminen: tämän kokoiset esineet ovat hyvin himmeitä ja vaikeasti löydettävissä. Ehkä vaihtoehtoinen lähestymistapa olisi ottaa sopiva fragmentti suuresta asteroidista ja siirtää fragmentti Kuun kiertoradalle tai kiertoradalle toisen Lagrange-pisteen ympärillä.

Vuodesta 2013 lähtien koelento suunniteltiin vuodelle 2017, ja asteroidin sieppaamisen odotettiin vuonna 2019 [7] .

Tehtävä voisi tarjota tärkeitä näkemyksiä menetelmistä, joilla vältetään asteroidien törmäysvaarat, hyödynnetään asteroidiresursseja, mukaan lukien veden ja polttoaineen tuotanto.

Aerocapture

Teknologiaa, jota tarvitaan asteroidin siirtämiseen tietylle kiertoradalle, ei ole vielä luotu. Asteroidin kiertoradan muutos suhteessa aurinkoon vaatii suuria muutoksia kohteen nopeudessa, jonka massa on useita suuruusluokkia suurempi kuin olemassa olevien avaruusalusten massa.

Jos asteroidin täytyy törmätä planeetan kanssa, jolla on ilmakehä, asteroidin kiertorataa voidaan muuttaa siten, että asteroidi pääsee ilmakehään, kun taas periapsissa asteroidi voi hidastua siirtäen osan kineettisestä energiasta ilmakehään. Tätä menetelmää käytetään liikkuessa planeettojen, kuten Marsin, ympärillä, koska se säästää huomattavan määrän polttoainetta, joka tarvitaan avaruusaluksen hidastamiseen.

Muistiinpanot

  1. ↑ Voisiko Maan painovoima vangita asteroidin? . EarthSky (25. tammikuuta 2010). Käyttöpäivä: 23. joulukuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 22. heinäkuuta 2012.
  2. ↑ Borenstein, Seth . NASA , AP News , saattaa napata kiven, jonka Maan vihjasi  (19. kesäkuuta 2014). Arkistoitu alkuperäisestä 21. kesäkuuta 2014. Haettu 20. kesäkuuta 2014.
  3. ↑ https://spacenews.com/nasa-closing-out-asteroid-redirect-mission/
  4. ↑ NASA saa 100 miljoonaa dollaria asteroidien sieppaustehtävään, senaattori sanoo . Haettu 28. toukokuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 17. kesäkuuta 2018.
  5. ↑ Arkistoitu kopio . Haettu 28. toukokuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 6. maaliskuuta 2016.
  6. ↑ Termi aurinkosähkökäyttö tarkoittaa aurinkopaneelien tuottaman sähkön käyttöä
  7. ↑ Avaruuslento nyt | uutisia | NASAn ehdottama asteroidien hakutehtävä esiteltiin . Haettu 26. kesäkuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 21. huhtikuuta 2021.

Linkit