Warum wurde der Erde-Sonne-Librationspunkt L1 gegenüber L2 für NEOCam (jetzt NEO Surveyor) gewählt, um neue NEOs zu erkennen?

NEOCam

oben: Zutiefst nicht maßstabsgetreue Darstellung der NEOCam in einer Umlaufbahn um den Sonne-Erde-Librationspunkt L1, etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Vermutlich blockieren Sonnenschild und Erdschild Licht (sowohl infrarotes als auch sichtbares) von der Sonne und der Erde, damit das Instrument bei kalten Temperaturen arbeiten kann, die erforderlich sind, um das schwache Infrarotlicht zu erkennen, das von NEOs ausgestrahlt wird.

NEOCam

oben: Die Infrarotastronomin Amy Mainzer veranschaulicht, wie von der Sonne erwärmte Asteroiden im Infrarot heller hervortreten als im reflektierten sichtbaren Licht der Sonne. Auf dem Falschfarben-Infrarot-Wärmebild ist eine Kaffeetasse schwarz, die andere weiß. Von hier .

Frage: Warum nicht L2? Es erhält etwa 4 % weniger Strahlung von der Sonne ( 1 / R 2 ) und würde nur einen Schild benötigen, um die Erwärmung durch die Erde und die Sonne gleichzeitig zu blockieren, und die optischen Datenempfänger auf der Erde würden durch einen dunklen Nachthimmel statt durch einen hellen Tageshimmel blicken. Dies sind natürlich bestenfalls milde Vorteile, aber sowohl L1 als auch L2 müssen ursprünglich in Betracht gezogen worden sein und L1 wurde ausgewählt. Was waren also die Vorteile von L1 gegenüber L2 – warum war L2 für die Mission weniger geeignet?

In beiden Fällen würde sich NEOCam in einer Umlaufbahn um den Librationspunkt befinden, nicht an ihm, sodass seine Solarpanels immer noch Sonnenlicht bei L2 empfangen würden, obwohl sie auch 4 % weniger Licht erhalten würden.

Das Folgende ist von der JPL NEOCam-Webseite über die Umlaufbahn :

Die Umlaufbahn der NEOCam wurde sorgfältig entwickelt, um die wissenschaftliche Entdeckung zu maximieren und gleichzeitig Kosten, Komplexität und Risiken zu minimieren. Ähnlich wie die NASA-Missionen SOHO und Genesis wird NEOCam eine Region des Weltraums ziemlich nahe an der Erde (in astronomischen Begriffen) einnehmen, die als Lagrange-Punkt Erde-Sonne L1 bezeichnet wird. Dieser Aussichtspunkt bei L1, der etwa viermal weiter entfernt ist als der Mond und im Inneren der Erde entlang der Erde-Sonne-Linie liegt, ermöglicht es der NEOCam, jederzeit einen großen Teil der Erdumlaufbahn zu sehen, und der Sonnenschutz (basierend auf die IRAS-Mission von 1983) ermöglicht es ihm, nahe an die Sonne zu schauen.

Diese Raumregion ist ideal für NEOCam. Dadurch kann das Observatorium einen nahezu konstanten Abstand zur Erde (etwa 1 Million Kilometer) einhalten: weit genug entfernt, um eine stabile, kalte Umgebung zu schaffen, und dennoch nah genug, um die Hochgeschwindigkeits-Funkkommunikation zu unterstützen, die zum Senden der großformatigen Bilder von NEOCam erforderlich ist Zurück zur Erde. Die Rückkehr dieser großformatigen Bilder wird es den Astronomen ermöglichen, selbst die schwächsten Asteroiden und Kometen mit großer Empfindlichkeit zu entdecken.

Antworten (2)

Wir wollen NEOs finden, die sich innerhalb der Erdumlaufbahn befinden, wie Atens, und Teleskope schauen nicht gerne in die Nähe der Sonne. Je mehr Sie also in die Umlaufbahn der Erde gelangen können, desto mehr neue NEOs werden Sie finden, ohne auf die Sonne schauen zu müssen.

Idealerweise möchten Sie eine NEOCAM in der Nähe der Umlaufbahn der Venus. Dann könntest du sie alle fangen. Aber bei ES L1 finden Sie die meisten Bedrohungen für die Erde.

Es ist ein Unterschied von 2 % - ein Delta von 3 Millionen Kilometern von 150 Millionen. Ist das wirklich der Grund?
Apropos „in der Nähe der Umlaufbahn der Venus“, es war das Ansehen eines kurzen Videos von Ed Lu, das mich hierher geführt hat.
Da das Interesse auf Asteroiden liegt, die die Erdumlaufbahn kreuzen oder fast kreuzen, kann es einen erheblichen Unterschied machen, in die Erdumlaufbahn zu gelangen, im Gegensatz zu außerhalb. Als einfaches Beispiel: Wenn Sie sich vorstellen, dass Sie nicht näher als 90 ° zur Sonne schauen können, dann könnten Sie, wenn Sie sich auf L2 befinden, keine Asteroiden sehen, die die Erdumlaufbahn von innen kreuzen. Von L1 aus konnte man sie alle sehen . Natürlich können Sie näher als 90° zur Sonne schauen, aber Sie können an dem einfachen Beispiel sehen, dass Ihre Abdeckung solcher Asteroiden eine starke Funktion davon sein kann, ob Sie L1 oder L2 sind.
OK, ich verstehe. Bisher ist alles, was ich über die Winkelausdehnung des Sonnenschutzes weiß, das kleine, nicht maßstabsgetreue Bild oben. Aber dort sieht es nach ungefähr 45 ° aus, in diesem Fall ist der Effekt immer noch real, aber geringer. Natürlich braucht es nur einen großen NEO, um „die Welt zu zerstören“, also wäre es dumm, wenn wir alle sterben würden, weil NEOCam in die „falsche“ Umlaufbahn gebracht wurde. Andererseits ist dies ein ziemlich überzeugendes Argument, um es noch näher zu bringen, wie Sie darauf hinweisen.
Hat es auch etwas damit zu tun, in der Lage zu sein, die sonnenzugewandte Seite der NEOs zu sehen?
Ja, der Phasenwinkel macht einen Unterschied. Obwohl nur ein bisschen sichtbare sonnenbeschienene Seite ausreichen kann.

Bei der Wahl von L1 und L2 müssen Sie viele Faktoren berücksichtigen. Das Wichtigste ist natürlich, wer mehr Asteroiden entdecken kann. Das Ziel von NEOCAM ist es, in 10 Jahren 90 % der Asteroiden zu entdecken. In dieser Hinsicht ist L1 eine geeignetere Wahl.

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Warum wurde der Erde-Sonne-Librationspunkt L1 gegenüber L2 für NEOCam (jetzt NEO Surveyor) gewählt, um neue NEOs zu erkennen?
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