Warum plant die NASA, einen Meteoroiden in die Mondumlaufbahn statt in die Erdumlaufbahn zu bringen?

Die NASA arbeitet an einer Mission zur Bergung von Asteroiden. Ein kleiner Asteroid wird in die Mondumlaufbahn gebracht, wo er von Astronauten im Weltraum besucht wird. Da er nur maximal sieben Meter im Durchmesser sein wird, nenne ich ihn lieber einen Meteoriten. Der letztes Jahr über Tscheljabinsk explodierte hatte einen Durchmesser von etwa 20 Metern und war damit fast neunmal so massiv. Der geborgene Meteoroid wird zu klein sein, um eine Gefahr für die Erde darzustellen. Außerdem nehme ich an, dass er relativ zur Erde eine geringere Geschwindigkeit haben wird als ein durchschnittlicher interplanetarer Asteroid. Sie werden nach einem niedrigen Delta-V-Asteroiden suchen.

Wäre es nicht einfacher, es im erdnahen Orbit zu besuchen und es vielleicht mit der ISS zu untersuchen?

Können Sie einige Informationen über die Mission teilen? Ist es offiziell?
Ich weiß nicht, wo es im politischen Labyrinth ist, aber der Präsident erwähnte, dass die NASA-Antwort darauf war, zu einem Asteroiden zu gehen und in die Mondumlaufbahn zu gelangen. Einige Nachrichten-Links hier: nbcnews.com/science/… ein PDF irgendwo im NASA-Webb-Space: nasa.gov/pdf/746689main_SLS_Highlights_April_2013.pdf YouTube-Illustration: youtube.com/watch?v=lg0uX0ogA5k Ich wette, Sie googlen besser als ich dort.
Sie würden es vielleicht lieber einen Meteoroiden nennen, aber Sie würden sich irren. Meteoroide haben einen Durchmesser von einem Meter oder weniger (aber mehr als 10 Mikrometer).

Antworten (3)

Es würde viel mehr dauern Δ v um es in eine erdnahe Umlaufbahn zu bringen. Die ausgewählten Ziele sind nahe genug an der Umlaufbahn der Erde um die Sonne, dass sie nur umrundet werden kann 200 m / s um es in eine entfernte rückläufige Umlaufbahn um den Mond zu bringen. Um das Ding in eine niedrige Erdumlaufbahn zu bringen, wäre es rund 3 k m / s . Die Tyrannei der Raketengleichung macht das unmöglich.

Sehr interessant! Das klingt nach einer potenziell sehr guten Erklärung. Aber könnten Sie bitte ein bisschen erklären, was es im Grunde so macht? Der Mond umkreist die Erde mit nur 1 km/s, was intuitiv 1/3 des Unterschieds in Ihren Zahlen erklären könnte. Aber warum sollten erdnahe Asteroiden ein niedrigeres Delta-V relativ zum Mond als zur Erde haben? Weil sie vielleicht in Bahnen gestoßen werden könnten, die den Mond mehrmals passieren?
Weil der Mond der Erde beinahe entkommen wäre. In die andere Richtung dauert es ca 3.1 k m / s um von LEO (Low Earth Orbit) in eine Umlaufbahn zu gelangen, die gerade den Mond erreicht. Von LEO braucht es 3.2 k m / s der Schwerkraft der Erde vollständig zu entkommen. Nur 100 m / s mehr. Also in Bezug auf Δ v , ist der Mond dem Rest des Sonnensystems viel näher als der Erde.
@LocalFluff Der Schwerkraftbrunnen des Mondes ist flacher, da er nur etwa 1,23% der Masse der Erde ausmacht. Es ist auch nicht zu vernachlässigen, dass es die Erde umkreist, was möglicherweise auch das erforderliche Delta-V reduzieren kann, je nachdem, wie sich das erfasste Objekt relativ dazu bewegt. Da wir hier von NEO-Asteroiden sprechen, die bereits Umlaufgeschwindigkeiten nahe denen des Erde-Mond-Systems hätten, wäre dieser Unterschied nicht gering. Was Mark in Zahlen antwortet, obwohl ich keinen Zweifel daran habe, dass es richtig ist, fühlt sich auch richtig an.

Sicherheit unseres blauen Planeten. Schließlich würden Schwerkraftanomalien dazu führen, dass sogar ein perfekt umkreistes Objekt (ein Mond ?) Präzessiert und den Körper trifft, um den es kreist. Da das Umkreisen eines Asteroiden bedeutet, einen großen Teil seines Impulses zu reduzieren, um ihn näher an die Himmelskörper zu bringen, die er natürlich umkreist (die Pläne der NASA sehen vor, einen erdnahen Asteroiden oder NEO als Teil ihres Programms der Asteroideninitiative einzufangen ), würde er nicht mit einer solchen Geschwindigkeit einschlagen wie es der Tscheljabinsker Meteor getan hat (erforderliche LEO-Geschwindigkeit ist nuretwa 8 km/s, die auf Deorbit reduziert werden müssten, während der Chelyabinsk-Meteor mit einer geschätzten Geschwindigkeit von 18,6 km/s in die Erdatmosphäre eindrang), was dazu führte, dass er aufgrund von Reibung und aerodynamischer Erwärmung in kleinere Fragmente in der Atmosphäre zerfiel . Es würde also immer noch eine erhebliche Bedrohung für die Erde darstellen, selbst wenn es viel kleiner wäre als der Tscheljabinsker Superbolide. Ich selbst bin viel mehr dafür, dass das auf dem Mond passiert als auf der Erde.

Es würde auch keinen großen Unterschied für die Sicherheit der Astronauten machen, die diesen Asteroiden untersuchen (obwohl er viel größer als etwa 1 m im Durchmesser ist, kann er nicht als Meteoroid betrachtet werden ) oder viel schwieriger zu erreichen, da er es nicht könnte in einer niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) umkreist werden, da immer noch genügend atmosphärischer Widerstand seine Umlaufbahn zerfällt, und wo Astronauten durch den Van-Allen-Strahlungsgürtel immer noch etwas vor Sonnenwind und hochenergetischen Protonenteilchen der kosmischen Strahlung geschützt wären oder es sein könnten leichter zu erreichen oder Nachschub durch derzeit verfügbare Orbital-Trägerraketen zu schicken, falls etwas schief geht.

Es ist auch einfacher (kleineres erforderliches delta-v ), den Stein später in eine sichere Umlaufbahn im cis-Mondraum zurückzubringen , wenn Sie mit dem Studium fertig sind, wenn er um einen kleineren Massenkörper kreist, der bereits einen erheblichen Teil davon entfernt ist Hill-Sphäre der Erde .

Es gibt mehrere Gründe.

Massenvernichtungswaffe

Jeder große Körper im Orbit ist eine potenzielle Massenvernichtungswaffe. Lassen Sie einen 20 Tonnen schweren Stein aus dem Orbit fallen, und er überlebt vielleicht nicht, aber wenn Sie es richtig machen, entsteht ein Krater mit einem Durchmesser von etwa 100 Metern.

Während die NASA nicht plant, Deadfall-Artillerie einzusetzen, ist die Möglichkeit ein politisches Problem.

Eigentum und Zugriff

Rechtlich gesehen sind alle natürlichen Körper im Weltraum gemeinsames Eigentum aller Völker der Erde.

Die Einbindung in LEO würde es einer Vielzahl von Staaten zugänglich machen, die als politisch nicht vertrauenswürdig gelten. Das wichtigste Beispiel ist Nordkorea – sie haben die Fähigkeit demonstriert, SRBMs zu starten, die Vorläufer eines Weltraumprogramms sowie von Interkontinentalraketen sind. (Die ersten US-Trägerraketen wurden tatsächlich als Teil von ICBM-Programmen entwickelt.) Die Sorge, dass diese Nationen einen Körper als eine Form des Terrorismus erreichen und aus der Umlaufbahn bringen könnten, ist eine reale und gegenwärtige (aber geringe Wahrscheinlichkeit) Bedrohung.

Ein Lunar Orbit-Standort hat weitaus weniger Zugang zu allen, ist jedoch für die meisten Nationen eine nahezu vollständige Sperre. Die USA, Russland, China, Indien und die EU haben die Fähigkeit, dorthin zu gelangen, wie die Fähigkeit beweist, Mondrover zu landen und Mondorbiter zu installieren. Es ist immer noch nah genug für die meisten experimentellen Echtzeitsteuerungen.

Mehr Spielraum für Fehler

Das Fehlen von Atmosphäre 1 ermöglicht, dass ein Fehlschuss weder zu einer Verlangsamung und einem Aufprall führt, noch zu einem Oberflächenschmelzen des Körpers führt.

∆V senken

Es wird insgesamt weniger Energie benötigt, um Gegenstände in eine stabile Mondumlaufbahn zu bringen als in eine stabile Erdumlaufbahn. Die erforderliche Geschwindigkeitsänderung ist geringer, und somit können die Beschleunigungsdauer und der Gesamtschub geringer sein.

Weniger Auswirkungen

Grundsätzlich bedeutet das Einbringen von irgendetwas in die Erdumlaufbahn, das Ziel zum richtigen Zeitpunkt und mit der richtigen Geschwindigkeit zu treffen, um nichts anderes in der Erdumlaufbahn zu treffen. Es gibt eine große Anzahl (Tausende) von verfolgten Gegenständen und Hunderte von nützlichen Gegenständen, einschließlich einer bemannten Einrichtung, die betroffen sein könnten.

Die Mondumlaufbahn ist weitaus weniger überfüllt, und keine Ausrüstung für die Mondumlaufbahn ist eine wesentliche Infrastruktur.

Viel weniger Auswirkungen auf Satellitenumlaufbahnen.

Wenn ich mich richtig erinnere, soll ein Asteroid mit einem Durchmesser von weniger als einem Kilometer bewegt werden - vorzugsweise jedoch mit einem Durchmesser von über 100 m. Dies sind Objekte, die groß genug sind, um einen merklichen Effekt auf andere umlaufende Körper zu haben. Die kumulative Wirkung könnte katastrophal sein. Der Aufprall ist winzig, würde aber anhaltend sein und alle anderen umlaufenden Strukturen in besonderem Maße betreffen.

Weniger Gezeitenstress

Gezeitenspannung ist der Zugunterschied zwischen den Enden eines Objekts in der Umlaufbahn um ein massiveres Objekt. Die Mondumlaufbahn führt aufgrund der viel geringeren Mondmasse zu weit weniger Gezeitenbelastung als die Erdumlaufbahn. (Beachten Sie, dass die Gezeitenspannung der Erde in der Mondumlaufbahn immer noch vorhanden sein wird, aber erheblich geringer sein wird als sogar geosynchron.

Um die Technologie zu beweisen, ist keine Erdumlaufbahn erforderlich.

Die fragliche Technologie ist die Fähigkeit, Asteroiden in gewünschte Umlaufbahnen zu bringen. Die Prinzipien sind genau die gleichen, egal ob es sich um die Erd-, Mond- oder Marsumlaufbahn handelt. Der Erfolg wird in der Erprobung der Technologie resultieren.

Eine Basis für zukünftige Wissenschaft

Ein den Mond umkreisender Asteroid ist eine gute Basis für weitere mond- und weltraumorientierte Wissenschaft. Da es näher am Mond liegt, bietet es Relaiszugang für Rover auf der anderen Seite sowie einen Standort außerhalb der Van-Allen-Gürtel, um verschiedene praktische Ansätze zur Strahlenabschirmung zu testen, ohne auf dem Mond selbst landen zu müssen.


1 Mondatmosphäre ist vorhanden, ist aber an der Oberfläche mit einem Bruchteil eines Pascal so niedrig, dass sie für Orbitalzwecke sicher ignoriert werden kann.

Danke für deine Antworten. Niedriges deltaV ist der einzig gültige Grund, denke ich, und es könnte ausreichen. Aber die terroristische Paranoia ist eine Krankheit und die Sicherheit des Planeten ein Witz. Die maximale Größe beträgt 8 Meter mit einer Masse von vielleicht 3 Tonnen. Ein Solar-Ionen-Triebwerk könnte mit einem echten Asteroiden zur Verteidigung des Planeten oder von wirtschaftlicher Bedeutung niemals etwas anfangen . Die Mission zur Bergung von Meteoriten wurde offensichtlich nur für die Verwendung des Ionentriebwerks, SLS und Orion entwickelt. Nicht für Wissenschaft, Sicherheit oder Ressourcenabbau. Ich habe online gelesen, dass viele der Meinung sind, dass diese verrückte Mission niemals stattfinden wird.
Der ursprüngliche Vorschlag, von dem ich las, war für einen 100-Meter-Asteroiden – und die Verwendung eines Massenantriebs, nicht eines Ionenantriebs. Der Ionenantrieb ist leichter finanzierbar. Und die NASA hat verrücktere Dinge getan. Der Kittinger Sprung fällt mir ein.
Für die Forschung zu kleinen Asteroiden könnten sie stattdessen nach Tscheljabinsk gehen. Sie haben eine halbe Tonne Stücke eines 20-Meter-Asteroiden, die direkt dort auf dem Boden leicht zugänglich sind. Das würde mehrere Milliarden Dollar einsparen. Aber wofür soll man jetzt die SLS+Orion und das Ionentriebwerk verwenden? Stornierungoon...
@LocalFluff Sie verpassen völlig den Punkt, einen Asteroiden in die Umlaufbahn zu bringen - nicht zuletzt ist es entscheidend, ob sich 0,01 G physiologisch und psychologisch signifikant vom freien Fall unterscheidet. Ein 20-Meter-Asteroid ist für diese Zwecke wertlos – ein 100-Meter-Asteroid, wie die frühen Vorschläge lauteten, reichte aus, um die Auswirkungen unabhängig vom freien Fall zu untersuchen.
Ein 100-Meter-Asteroid wäre anders, ja. Für die planetare Verteidigung, für futuristische Bergbauvisionen und vielleicht wissenschaftlich, wenn sie sich im Allgemeinen ganz anders bilden als 7-Meter-Asteroiden. Aber jetzt sind es 7 m! (Wäre es nicht viel billiger, stattdessen den größten geborgenen Teil des Meteoriten von Tscheljabinsk in die Mondumlaufbahn zu bringen?) :-p
Wahrscheinlich nicht - der Prozess der Anpassung einer Umlaufbahn ist weitaus billiger als das Heben einer vergleichbaren Masse aus einem Gravitationsschacht. Vor allem angesichts der Fähigkeit, Sonnensegel und Manöver mit geladenen Drähten zu verwenden. Es wurde gezeigt, dass beide im Orbit funktionieren.