Asteroidenmission und Drehimpuls der NASA

Von der NASA-Asteroidenmission

Die NASA entwickelt die erste Mission überhaupt, um einen Asteroiden zu identifizieren, einzufangen und in eine stabile Umlaufbahn um den Mond zu bringen und Astronauten zu entsenden, um Proben davon zur Erde zu bringen. Diese Asteroid Redirect Mission (ARM) wird den menschlichen Weg der NASA zum Mars erheblich voranbringen und die Fähigkeiten testen, die für zukünftige bemannte Missionen zum Roten Planeten benötigt werden.

Die NASA hat mehrere mögliche Asteroiden identifiziert und setzt die Suche nach einem fort, der in den 2020er Jahren in die Nähe des Mondes umgeleitet werden könnte. Seit der Ankündigung der Asteroideninitiative im Jahr 2013 hat das Near-Earth Object Observation Program der NASA mehr als 1.000 neue erdnahe Asteroiden katalogisiert, die von verschiedenen Suchteams entdeckt wurden. Von den bisher identifizierten könnten vier gute Kandidaten für ARM sein. Wissenschaftler gehen davon aus, dass in den nächsten Jahren noch viele weitere entdeckt werden, und die NASA wird ihre Geschwindigkeit, Umlaufbahn, Größe und Drehung (meine Betonung) untersuchen, bevor sie sich für den Zielasteroiden für die ARM-Mission entscheidet.

Unten ist ein Bild/Film des Kometen 67P/Churyumov–Gerasimenko, der kürzlich von der Rosetta-Mission besucht wurde

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich schätze, dass dies ein Komet ist, kein Asteroid, und dass der obige Film möglicherweise nicht seine Winkelgeschwindigkeit widerspiegelt. Mir ist auch klar, dass Asteroiden nicht ausgasen und dadurch eine Rotation verursachen.

Mein Punkt ist, dass die NASA, um das zu tun, was ihre Missionserklärung oben sagt (ab Juni 2014 kann es jetzt eine andere Mission sein, abhängig von Budget und Politik), immer noch entweder viel oder etwas Treibstoff mitführen muss große Sonnenkollektoren oder ein RTG, um einen Motor anzutreiben, um die Rotation zu stoppen, und dann eine Rakete am Asteroiden (oder sogar einem Teil davon) anzubringen, um ihn an sein endgültiges Ziel zu bringen.

Es scheint mir unwahrscheinlich, dass irgendein besuchter Asteroid, selbst ein langsam rotierender, keinen signifikanten Drehimpuls haben würde, und dies wird die im obigen Absatz beschriebenen Probleme verursachen.

Meine Fragen sind:

Macht der Drehimpuls eine „zweifelhafte“ Mission zu einer unmöglichen?

Wie können wir (mit optischen Teleskopen) einen sich langsam drehenden, kleinen Asteroiden von den anderen unterscheiden, wenn seine Albedo über seine Oberfläche konstant ist?

Sind Radarsignale von der Erde, die von einem so kleinen Körper zurückkehren, in der Lage, die Auflösung zu erreichen, die erforderlich ist, um seine Drehung zu bestimmen?

Genauer gesagt, kann uns ein erdgestütztes Radar durch Dopplerverschiebung sagen, ob sich ein kleiner Körper um eine Achse dreht?

Ich würde mich weniger für die ingenieurtechnische / raketenwissenschaftliche Seite interessieren und viel mehr für die Physik dahinter, wie die NASA ihre 4 aus tausend Asteroiden ausgewählt hat, zumal es sich wahrscheinlich um kleine Körper handelt, gerade wegen des Drehimpulsproblems.

Antworten (1)

Zu Ihrer ersten Frage: Nach meinem Verständnis erfordert der Transportteil der NASA-Asteroidenmission keinen physischen Kontakt zwischen dem Raumschiff, das ihn transportiert, und dem Asteroiden selbst. Klingt unmöglich; Scheint aber tatsächlich möglich zu sein: Aus dem was ich hier gelesen habe Gravitationstraktor und hier www.nasa.gov/feature/nasa-asteroid-redirect-mission-completes-robotic-design-milestone die kleine Gravitationskraft zwischen dem Raumschiff und dem Asteroiden kann verwendet werden, um es umzuleiten. Dabei scheint es egal zu sein, ob sich der Asteroid dreht oder nicht:„Während andere Ablenkungsmethoden die Bestimmung des exakten Massenschwerpunkts des Asteroiden erfordern würden und erhebliche Anstrengungen erforderlich sein könnten, um seine Drehung oder Rotation zu stoppen, sind diese Überlegungen bei der Verwendung der Traktormethode irrelevant.“ Das Raumschiff wird mit konstantem Schub nahe an den Asteroiden heranfliegen. Ich bin kein Experte für Vor- und Nachteile, aber die NASA scheint zuversichtlich zu sein, dass diese Technik funktionieren kann.

Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_tractor#/media/File:NASA-Animation-ARM-opt-800-20150325.gif - 160906

Zu Ihrer zweiten Frage: Ich glaube nicht, dass optische Teleskope sehr hilfreich sind, um Kandidaten zu finden und zu analysieren. Aber auch hier bin ich kein Experte, also werden vielleicht auch optische Teleskope verwendet.

Zu Ihrer dritten und vierten Frage: Die Radarteleskope scheinen auf diesen Asteroiden hervorragend zu funktionieren. 2008 EV5 ist vorerst ihr Referenzasteroid. Auf dieser Seite http://echo.jpl.nasa.gov/asteroids/2008EV5/2008ev5.html sind einige sehr beeindruckende Radar-„Bilder“ mit ziemlich hoher Auflösung. Sie scheinen in der Lage zu sein, diese Asteroiden und ihre Rotation ziemlich gut mit Radar zu untersuchen.

Quelle: http://echo.jpl.nasa.gov/asteroids/2008EV5/2008ev5.html - 160906 Quelle: http://echo.jpl.nasa.gov/asteroids/2008EV5/2008ev5.html - 160906

Vielen Dank, es ist seltsam, wie die NASA vor mir über das Problem nachgedacht hat :) Die Radarbilder sind erstaunlich. Ich entschuldige mich dafür, dass ich nicht weiter über die Mission gelesen habe. Ich dachte, ich hätte die Grundidee, aber diese Schwerkrafttechnik gut, wenn jemand sie als Frage gepostet hätte, hätte ich wegen der relativen Massen an VTC als extreme "Was wäre wenn" -Frage gedacht. Aber es wird langsam.
Nur in Bezug auf meine Frage hat die NASA eine Beispiel-Umstimmungsmission zu einem Asteroiden gestartet, der sich vermutlich langsam dreht. bbc.com/news/science-environment-37309903
Asteroidenmission und Drehimpuls der NASA
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