cnBetaMIT科学家提出利用太阳“弹弓”技术帮助航天器拦截星际天体


麻省理工学院(MIT)的一项研究提案概述了一种利用太阳“弹弓”技术拦截Oumuamua等星际天体的新方法 。 通过使用太阳帆将深空探测器定位在太阳系边缘 , 其想法是利用太阳的引力来加速航天器 , 使其与星际天体交会对接 。
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当2017年Oumuamua经过时 , 这是一个真正的历史性事件:这是天文学家首次探测到一个来自星际空间的天体进入太阳系 。 它以双曲轨道飞行 , 在飞过内星系后返回外星系 , 一去不返 。 当它这样做的时候 , 世界各地的天文台都在关注着这个天体 , 让科学家们第一次近距离地瞥见了一个并不属于我们太阳系的天体 。
然而 , 他们有任何时间来计划派遣飞船访问Oumuamua 。 更糟糕的是 , 这样的任务将面临重大的技术挑战 。 其中最重要的是 , 需要一个巨大的火箭 , 以达到超越天体所需的速度 。
"从地球上观测星际天体有很多基本的挑战--它们通常非常小 , 以至于来自太阳的光需要以某种方式照亮它 , 我们的望远镜甚至要探测到它 , "麻省理工学院航空与天文学系(AeroAstro)助理教授Linares Richard Linares说 。 "而且它们的飞行速度非常快 , 我们很难在它消失之前的这个小小的机会之窗里 , 从地球上发射一次任务 。 我们必须快速到达那里 , 而目前的推进技术是一个限制因素 。 "
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Linares公司开发了一种替代传统空间飞行任务的概念 , 其形式为 "与星际天体交会对接的动态轨道弹弓" 。 被选为美国宇航局创新先进概念(NIAC)计划中的第一阶段研究 , 其想法不是将航天器置于围绕太阳的轨道上 , 而是恰恰相反 。
当发射深空任务时 , 实际发生的是火箭将航天器从地球轨道转移到另一个轨道上 。 这需要大量的能量 , 需要精确的时间和计算 , 以确保探测器和目标在同一时间到达同一地点 。
Linares提出的是发射 "静态卫星" , 一旦从地球上发射 , 这些卫星将利用经过精心计算的质量与面积比的太阳帆 , 移动到太阳系的边缘 , 并在一个巨大的圆圈内定位 。 而这些不会绕着太阳运行 。 相反 , 太阳帆会将航天器的速度降低到零 。 然后太阳帆就会像风筝一样 , 平衡太阳风的压力和太阳的引力 , 让它悬停在一个地方 。
这个想法是说 , 静态卫星在外侧的轨道上等待 。 如果发现了一颗星际天体 , 在一个计算好的时刻 , 被选中的卫星会卷起帆 , 向着太阳坠落 , 在飞行过程中 , 它的速度会变得非常快 。 然后它将进入一个弹弓式的轨迹 , 使它能够超越并与星际天体交会 。 然后 , 静态卫星将部署一个立方体卫星 , 在星际天体轨道上无限期地运行 。
“近距离研究一个星际天体 , 将彻底改变我们对行星形成和演化的理解 , ”地球、大气和行星科学系行星科学教授本Benjamin Weiss说 , 他正在与Linares和麻省理工学院的其他教师一起开发这个概念 。 “这是第一次 , 我们可以获得对其他太阳系的大体成分的敏感测量 。 我们还可以了解到天体在太阳系之间的转运速度和普遍性 , 这将告诉我们星际生命转移的可行性 。 ”
【cnBetaMIT科学家提出利用太阳“弹弓”技术帮助航天器拦截星际天体】根据麻省理工学院的说法 , Linares和其他研究人员将在接下来的9个月内研究这一概念的可行性、性能以及潜在的任务会是什么样子 。