Puzzler: Warum ermöglicht ein höherer Sonnenphasenwinkel (SPA) viel mehr machbare FastKD-Missionen zur „Entführung“ von Kommunikationssatelliten (kinetische Ablenkung)?

Die mit Werbung beladenen Repurposed-Kommunikationssatelliten von Space.com könnten dazu beitragen, die Menschheit vor einem Asteroideneinschlag zu retten .

Die Studienergebnisse wurden auf der Planetary Defense (sic) Conference 2021 vorgestellt .

Das Papier im ersten Link sagt:

Die Aktivität bewertet folglich die Machbarkeit der Modifizierung einer kommerziellen Raumfahrzeugplattform, um die kinetische Ablenkung von Asteroiden in der kürzestmöglichen Zeit durchzuführen. Darüber hinaus die notwendigen Voraussetzungen, um den anspruchsvollen „Bau und Start eines Kinetic Impactor (KI)-Ablenksystems extrem schnell“ zu ermöglichen.

Der gewählte Ansatz besteht darin, eine bestehende kommerzielle Plattform mit minimalen Anpassungen zu "entführen" und ein vorentwickeltes Kinetic Deflection (KD)-Modul hinzuzufügen, das insbesondere GNC-Aufprallfähigkeiten bietet, um es in eine Asteroidenablenkmission umzuwandeln.

Folie 4 der Präsentation im zweiten Link sagt:

Für kurze Warnszenarien: Ein höherer zulässiger Sonnenphasenwinkel (SPA) beim Aufprall ist erforderlich, um eine hohe Ablenkleistung zu erreichen. Und: SPA wirkt sich stark auf die Startmöglichkeiten aus: Höhere SPA führt zu viel mehr durchführbaren Missionen und erhöht somit die Missionsflexibilität und -ablenkungsfähigkeiten. → TIR NAC für größtmögliche Missionsflexibilität/-anwendbarkeit erforderlich!

und ich verstehe den Hinweis auf und die Bedeutung von SPA überhaupt nicht.

Frage: Warum ermöglicht ein höherer Sonnenphasenwinkel (SPA) viel mehr machbare FastKD (kinetische Ablenkung) „Hijacking“-Missionen, bei denen Kommunikationssatelliten als Impaktoren gestartet werden, um NEOs abzulenken, die sonst die Erde treffen würden?

Sind Sie sicher, dass der Begleitartikel nicht von The Onion stammt? Es ist voll von schlechter Rechtschreibung, lächerlichen Konzepten und unglaublich zweifelhafter Mathematik. Wenn vorschlägt, die Erde vor dem Einschlag eines 100-m-Meteors zu "sichern", indem 10 GSO-Satelliten (die noch nicht gestartet sind) umfunktioniert werden, sie alle innerhalb eines Monats gestartet und das Gestein umgeleitet werden (aber die Gesteinsmasse ist 40000 x Masse von 10 Sats ). Warum GSO-Satellitenbusse verwenden, wenn alles, was Sie brauchen, die Startfähigkeit und die grundlegende Steuerung auf einer trägen Masse ist. Warum das kleine Problem der Beschaffung von 10 GSO+-fähigen Trägerraketen innerhalb eines Monats ignorieren? Das Ganze liest sich wie eine Parodie.

Antworten (1)

Ich verstehe die Aspekte der Orbitalmechanik dieser Aussage nicht:

ein höherer zulässiger Sonnenphasenwinkel (SPA) beim Aufprall ist erforderlich, um eine hohe Durchbiegungsleistung zu erzielen

Aber interpretieren:

SPA wirkt sich stark auf die Startmöglichkeiten aus: Höhere SPA führen zu viel mehr durchführbaren Missionen

Da eher eine größere Menge an durchführbaren Missionen als eine größere Durchführbarkeit von Missionen eine relativ einfache Erklärung zulässt.

Der Sonnenphasenwinkel ist eine Beschränkung des optischen Bildgebers. Das Asteroidenziel muss von der Sonne beleuchtet werden, damit die vorgeschlagene Narrow Angle Camera (NAC) es erkennen und die Terminalführung durchführen kann (wie mit DART ).

Als Referenz gilt die maximal zulässige SPA von DART 60 ° 1 die von einer früheren Grenze von geschrumpft zu sein scheint 75 ° 2 . Optisch wird deutlich, warum dies die Quantität der realisierbaren Missionen einschränkt:

DART zulässige SPA

Aufgrund dieser Einschränkung wird viel Geometrie ausgeschlossen, weshalb das Papier dann feststellt:

Dies erfordert die Verwendung eines thermischen Infrarotsensors, um den gesamten Asteroiden unabhängig von seinem Beleuchtungszustand zu erfassen .

Auf Folie 4 der Präsentation heißt es auch:

TIR NAC für größtmögliche Missionsflexibilität/-anwendbarkeit erforderlich!

Wobei TIR = Thermal Infrared (entsprechend der praktischen Chrome-Erweiterung NASA Acronyms ). Die Wärmebildkamera erschließt den Rest der verfügbaren Geometrie, da der Asteroid nicht von der Sonne beleuchtet werden muss, um ihn zu sehen, und sich auf die eigene Wärmestrahlung des Asteroiden verlässt (dies würde nicht für SPAs funktionieren, die sich 180 ° nähern, aber die Bildkamera funktioniert schmaler Winkel, so dass der Grenzwinkel sehr nahe bei 180° liegt und somit kein großes Problem darstellt).

Das Papier sagt auch dies:

Der Bedarf an sichtbaren Kameras ist noch TBC, abhängig von den TIR-Sensorfähigkeiten für die Fernbereichserkennung, die in zukünftigen Aktivitäten mit Lieferanten untersucht werden.

Dies könnte der Grund sein, warum die SPA eine variable Einschränkung im Missionsdesign bleibt.

Referenzen (außer den fraglichen):

  1. Sarli, B. et al. „NASA Double Asteroid Redirection Test (Dart) Trajectory Validation and Robustness“, AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting (2017) ( NTRS ID: 20170001428 )

  2. Atchison, Justin & Ozimek, Martin & Kantsiper, Brian & Cheng, Andrew. (2016). Flugbahnoptionen für die DART-Mission. Acta Astronautica. 123. (DOI: 10.1016/j.actaastro.2016.03.032 , verfügbar auf ResearchGate )

Zum ersten Zitat: Ein niedriger SPA bedeutet, dass man den Stein nur in Richtung weg von der Sonne treten kann – und man muss sich erst in diese Position zwischen Sonne und Asteroid bringen. Dadurch wird sowohl die Flugbahn des Impaktors als auch die mögliche Bahnänderung des Asteroiden eingeschränkt.
Puzzler: Warum ermöglicht ein höherer Sonnenphasenwinkel (SPA) viel mehr machbare FastKD-Missionen zur „Entführung“ von Kommunikationssatelliten (kinetische Ablenkung)?
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