Können kleine Asteroiden im Asteroidengürtel im laufenden Betrieb entdeckt werden und welche Bedrohung stellen sie für eine bemannte Weltraummission dort dar?

Die Umlaufgeschwindigkeit des Mars beträgt etwa 24 km/s oder ~ 2 Millionen km/Tag, und daher könnte die relative Geschwindigkeit zu einem Asteroiden für einen in einer ähnlichen Umlaufbahn ziemlich langsam sein, oder leicht 1 Million km/Tag oder mehr für einen in einem seltsame Umlaufbahn.

Optisch (visuell, thermisch IR)

Sie könnten mehrere optische (sichtbares oder thermisches IR) Vermessungsteleskope um den Mars herum aufstellen und versuchen, die am weitesten entfernte Himmelskugel (mit Ausnahme von Richtungen in der Nähe der Sonne) wachsam nach unerwarteten, sehr dunklen Objekten abzusuchen, die sich unvorhersehbar bewegen, aber das ist eine ziemliche Herausforderung, und es gibt immer noch den großen blinden Fleck irgendwo in der allgemeinen Richtung der Sonne.

Ein besserer Weg ist, jetzt mit der Suche zu beginnen! Nach potenziellen NMOs (Nahe-Mars-Objekten) würden Sie jetzt anfangen zu suchen, oder zumindest einige Jahre bevor Sie anfingen, die Informationen zu benötigen. Und Sie würden aus zwei Gründen mit einem Weltraumteleskop mit einer Umlaufbahn näher an der Sonne als am Mars suchen:

1. Mit einer anderen Periode als Mars nähert sich das Objekt Ihnen innerhalb weniger Umlaufbahnen. Die synodische Periode$\frac{1}{T_S} = \left(\frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2} \right)$ist ziemlich kurz, wenn die beiden Perioden signifikant unterschiedlich sind.

2. Da die Zielobjekte weiter von der Sonne entfernt sind als Sie, erfolgen ihre Annäherungen am Nachthimmel, sodass Sie sich keine Sorgen um die Sonne machen müssen.

Nummer 2. ist wichtig, weil es bedeutet, dass Sie Ihr Teleskop sowohl vor der Erwärmung durch die Sonne als auch vor dem Licht schützen können. Sie möchten die kryogenen Optiken und Sensoren eines Asteroidenjäger-Teleskops sehr kalt halten.

Es stellt sich heraus, dass es im thermischen Infrarot einfacher ist, nach diesen Störenfrieden zu suchen als im sichtbaren Licht. Sie sind ziemlich schwarz (Albedo oft zwischen 0,05 und 0,1) und reflektieren direktes Sonnenlicht schlecht. Das bedeutet aber, dass sie den größten Teil des Sonnenlichts absorbieren und effektiv in thermischem Infrarot abstrahlen. Aber die einzige Möglichkeit, ein Teleskop zu haben, das für thermisches IR empfindlich ist, besteht darin, das gesamte Teleskop (Spiegel, Optik und Sensoren) sehr kalt zu halten, damit die Wärmestrahlung des entfernten Asteroiden nicht durch das thermische IR des Teleskops selbst überschwemmt wird.

Die meisten Sterne (aber nicht alle Objekte) sind im thermischen IR viel schwächer als im sichtbaren Bereich, sodass dies möglicherweise hilfreich sein könnte, wenn Asteroiden im Vergleich zu Sternen in der Vorverarbeitung im Vergleich zu visuellen Vermessungen aussortiert werden.

Quelle: NEOCam: Asteroiden finden, bevor sie uns finden (Orbit)

Weitere Informationen zu WISE, NeoWISE, NEOCam (jetzt NEO Surveyor) und B612 finden Sie unter:

• Warum wurde der Erde-Sonne-Librationspunkt L1 gegenüber L2 für NEOCam gewählt, um neue NEOs zu erkennen?
• Wie wird die „Flotte kleiner Asteroidenjäger“ der B612 Foundation & York Space Systems funktionieren?
• Was sagt dieses Papier ist falsch (quantitativ und prozedural) mit WISE & NeoWISE Asteroidendaten?
• Was ist synthetisches Tracking und warum wäre ein 35-cm-Earth-Imager 10-30-mal besser als Pan-STARRS oder LSST für die Entdeckung interstellarer Asteroiden?
• Berechnen Sie die NEO-Objektposition mit den Daten der NASA Near Earth Object

Radar, Lidar

Sie könnten erwägen, mit Radar zu suchen (ähnlich wie Weltraumschrott überwacht wird), aber Sie würden es schnell verwerfen. Die Sonne malt Objekte zwischen hier und dem Mars mit 0,5 bis 1,3 Kilowatt pro Quadratmeter, und bei einer Million Kilometer wird man das mit Radar oder gar Lidar nicht erreichen können, zumindest nicht auf absehbare Zeit.

Eine andere Art, wie dies oft ausgedrückt wird, ist, dass die Stärke von Signalen, die optische Erkennung verwenden, variiert$1/r^2$während es für Radar (wo Sie eine Hin- und Rückfahrt haben) unterschiedlich ist$1/r^4$.