Welche Asteroiden haben das geringste zu erreichende Delta-V?

Hinweis: Dies ist eine historische Antwort und erklärt, wie man winzige Asteroiden in der Nähe findet. Das OP hat klargestellt, dass sie einen profitabel abbaubaren Asteroiden wollen, also gibt es Raum für weitere Antworten.

Bisheriger Wortlaut:

...bestimmte Asteroiden und/oder deren Umlaufbahntyp...

Wie in Gibt es dokumentierte Mini-Monde seit 2006 RH120? , "Mini-Monde" werden voraussichtlich regelmäßig für Monate bis Jahre in vorübergehende chaotische Umlaufbahnen innerhalb des Erde-Mond-Systems eintreten, und für Metergrößen und darunter sollte normalerweise eine verfügbar sein, wenn Sie sie finden können ! (siehe unten). Aus der letzten Hälfte des Abstracts des Preprints 2012 The population of natural Earth satellites :

Zu jeder Zeit sollte mindestens eine NES mit einem Durchmesser von 1 Meter die Erde umkreisen. Der durchschnittliche temporär eingefangene Orbiter (TCO; ein Objekt, das in einem gleichläufigen Koordinatensystem mindestens eine Umdrehung um die Erde macht) führt während eines Einfangereignisses (286 ± 18) d (2,88 ± 0,82) Umdrehungen um die Erde herum . Wir finden eine kleine Präferenz für Erfassungsereignisse, die entweder im Januar oder im Juli beginnen. Unsere Ergebnisse stimmen mit dem einzigen bekannten natürlichen TCO, 2006 RH120, überein, ein Objekt mit einem Durchmesser von wenigen Metern, das ab Juni 2006 etwa ein Jahr lang eingefangen wurde. Wir schätzen, dass etwa 0,1 % aller Meteore, die auf die Erde einschlagen, TCOs waren.

Für die Planung und den Start einer solchen Mission braucht man nicht einmal einen signifikant positiven Geozentriker$C_3$; Ihre Mission findet in einer hohen Erdumlaufbahn statt, obwohl Sie etwas mehr Delta-V benötigen, um in die chaotische Umlaufbahn des Asteroiden zu manövrieren, an seiner Seite zu kommen und die Position gegen den unterschiedlichen Sonnendruck und die Gezeitenkräfte von Erde und Mond zu halten.

Hinweis: Für diese Manöver benötigen Sie sehr kleine Präzisionstriebwerke, da Ihre Geschwindigkeitsanpassungen möglicherweise in Mikrometern pro Sekunde und nicht in Millimetern pro Sekunde gemessen werden!

Vielleicht möchten Sie auch diese großen, flachen Sonnenkollektoren verschrotten, die sich in diesem Fall wie Sonnensegel anfühlen, und entweder einfach Ihre Oberfläche damit bedecken (lassen Sie auch Möglichkeiten zur Wärmeabstrahlung zu!) oder ein RTG verwenden.

Es ist erwähnenswert, dass man bei chaotischer Dreikörperbewegung (Erde + Mond + vernachlässigbares/im Wesentlichen masseloses Objekt) nicht wirklich sicher sagen kann, ob die Energie positiv oder negativ ist; ob die Umlaufbahn gebunden oder ungebunden ist. Wenn Sie Zustandsvektoren genau kennen, können Sie vorhersagen, ob und wann ungefähr eine Fluchtmöglichkeit besteht oder nicht. Weitere Informationen dazu finden Sie in @ MarkAdlers Antwort auf War das Apollo-Raumschiff immer gravitativ an das Erde-Mond-System gebunden? was beginnt:

Hmm. Diese Frage ist kniffliger als sie klingt. Um zu wissen, ob ein Körper in einem Dreikörpersystem immer gravitativ „gebunden“ ist, muss man in die Zukunft blicken.

Für ein Modell, wie die Mission aussehen könnte, schauen Sie sich Missionen an, die in 3-Körper-Halo- oder Lissajous-Orbits einfliegen, wie SOHO, DSCOVR, JWST ... " und die anderen ".

• Haben Lissajous-Bahnen stabile/instabile Verteiler?
• Ist DSCOVR "entlang des stabilen Verteilers seiner zukünftigen SE L1 Halo-Umlaufbahn" gereist, um dorthin zu gelangen?

Sie werden wahrscheinlich etwas mehr Delta-V-Reserve benötigen, um die Flugbahn des jeweiligen Mini-Monds einzuholen und genau anzupassen , da es mit einer Masse von nur wenigen Tonnen, die in eine Umlaufbahn eintreten, nicht praktikabel ist. Der Sonnendruck ist hier wahrscheinlich das Hauptproblem.

• Kann sich Staub im Orbit um ein Raumschiff befinden, das die Erde oder den Mond umkreist?

Sie werden auch eine Menge ausgefallener Wärmebild- und Radararbeiten von der Erde, von anderen Raumfahrzeugen und von Ihrem Raumfahrzeug benötigen, um die genaue Position und Geschwindigkeit des Asteroiden zu bestimmen, weil:

1. Chaotische Bewegung bedeutet, dass kleine Fehler dazu neigen, sich mit der Zeit exponentiell zu verstärken ; Wenn Sie in der Position um einige zehn Meter oder sogar in der Geschwindigkeit um einige Millimeter pro Sekunde abweichen , könnte es einen Monat später überraschend weit von Ihrer Vorhersage entfernt sein. Die Verdopplungszeit von SOHO betrug zwei Wochen und es befand sich in einer schönen, gut erzogenen Halo-Umlaufbahn! Siehe auch Roberts 2002 The SOHO Mission L1 Halo Orbit Recovery From the Attitude Control Anomalies of 1998 .
2. Das sichtbare Licht, das von einem 1-Meter-Asteroiden reflektiert wird, ist ziemlich winzig, und die Menge an Radarleistung, mit der Sie 1 Quadratmeter bei 500.000 km beleuchten können, ist ebenfalls winzig (denken Sie daran, dass Ihr Rücksignal skaliert).$1/r^4$), aber dieser Körper mit niedriger Albedo und hohem Emissionsgrad strahlt vor einem ziemlich schwarzen Hintergrund ständig Hunderte von Watt thermisches Infrarot aus, das von der Sonne bei 1 AE aufgeheizt wird.

Viel Spaß beim Jagen, wahrscheinlich ist gerade einer da draußen!

Hier ist ein Beispiel für eine theoretische Umlaufbahn von hier oder hier :

Ich habe jetzt keine Zeit, eine umfassende Antwort zu posten, also mache ich eine vorläufige mit einigen Ressourcen, die Ihnen helfen könnten. Irgendwann werde ich dies möglicherweise in eine vollständige Antwort umwandeln.

Hier sind ein paar Papiere, die Sie interessieren könnten:

https://dspace.mit.edu/handle/1721.1/73467

https://planet4589.org/jcm/pubs/sci/papers/2018/Taylor18.pdf

https://www.researchgate.net/publication/263280808_Low_Delta-V_Near-Earth_Asteroids_a_survey_of_suitable_targets_for_space_missions

Damit dies keine reine Link-Antwort ist, hier einige Erkenntnisse aus dem Überfliegen der Texte:

• Die meisten erdnahen Asteroiden benötigen ein Delta-V von etwa 6-8 km/s
• Sehr wenige Asteroiden haben ein Delta-v kleiner als 4 km/s

• 2006_RH120 hat das kleinste bekannte Delta-V bei 3,8 km/s. Es hat jedoch nur einen Radius von etwa 3 m, also nicht das, wonach Sie suchen.
• Das Auffinden von Objekten mit niedrigem Delta-V ist schwierig. Sie sind nicht nur klein, sondern haben auch eine sehr ähnliche Umlaufbahn wie die Erde, was bedeutet, dass sie sehr langsam präzedieren, was bedeutet, dass sie in sehr ähnlichen scheinbaren Positionen relativ zur Sonne bleiben werden. Geht man von einer gleichmäßigen Verteilung um die Erdumlaufbahn aus, befinden sich die meisten auf der sonnenzugewandten Seite, in Gebieten, die selten von Teleskopen beobachtet werden. - Das Durchsuchen von Listen mit erdnahen Umlaufbahnen ist nicht besonders hilfreich, da Sie, um einer davon zu sein, nur die Erdumlaufbahn überqueren müssen.
• Ich habe kein nahes „gutes“ Ziel für Sie, aber ein Blick auf die OSIRIS-REx- Mission zu (101955) Bennu wird Ihnen eine gute Vorstellung davon geben, was das sein könnte, da die Mission viele der Einschränkungen teilt wie Ihre Frage.
• Es gibt eine Reihe anderer Faktoren, die beeinflussen, ob ein Asteroid ein gutes Ziel für den Bergbau ist. Eine, die bereits erwähnt wurde, ist die Größe. Eine andere ist die Rotation, einige dieser Objekte drehen sich fast mit ihrer maximalen theoretischen Geschwindigkeit. Eine andere ist das Vorhandensein von Monden und noch eine andere ist die Anwesenheit von versteckten Taschen aus flüchtigem Eis. Schließlich möchten Sie sicherstellen, dass Ihr Asteroid die Mineralien / Erze enthält, die Sie tatsächlich benötigen, und nicht nur aus Gestein besteht.

Ich habe mir so etwas angesehen (Asteroidenabbau), aber ich war mehr besorgt über die Größe des Asteroiden. Ich benutze die Small Body Frettchen-Datenbank, um eine kleinere Liste von Asteroidennamen zu erhalten. Dann habe ich mir die Umlaufbahnen und weitere Daten im JPL Small-Body Database Browser angesehen .

Nachdem ich mir das Orbitaldiagramm mehrerer Asteroiden angesehen hatte, begann ich mich über ihre Geschwindigkeit zu wundern und erkannte schnell, dass es kein festes Delta-V gibt. Der Asteroid wird schneller, wenn er sich der Sonne nähert, und langsamer, wenn er sich von der Sonne entfernt ( Apsis ).

Dann ... da ist die Frage, wie nah es kommen wird und wann. Ich war überrascht zu sehen, dass einige Asteroiden der Erdumlaufbahn sehr nahe kamen, aber zur falschen Zeit, was bedeutet, dass sich die Erde auf der anderen Seite befindet ... und je nach Umlaufbahn des Asteroiden kann es Jahre / Jahrzehnte dauern, bis sie zurückkommen.

Unabhängig davon ... es braucht Zeit, um gute Kandidaten zu finden. Viel Glück.