望遠鏡なしの天文学-影響緩和

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欧州宇宙機関から委託された地球保存リハーサルミッションのドンキホーテは、大量消滅を引き起こす小惑星を地球との衝突経路からそらすための、実生または死のミッションの可能性をテストするために計画されています。

現在「コンセプト」段階にあるドンキホーテ地球近くの小惑星の影響緩和ミッション–は、2002 AT4または1989 MLのどちらかへの提案された飛行をモデルにしており、どちらも地球近くの小惑星ですが、どちらも明らかな衝突リスクを表すものではありません。ただし、その後の研究では、Amor 2003 SM84または99942 Apophisがより適切なターゲットになる可能性があると提案されています。結局のところ、99942 Apophisは2036年に地球に影響を与えるわずかな(250,000分の1)リスクを負っています。

ターゲットが何であれ、2つの宇宙船のデュアルローンチが提案されています。Hidalgo(Cervantesが元のDon Quixoteに付けたタイトル)と呼ばれるインパクターとSancho(Donの忠実な仲間だった)と呼ばれるオービターです。

インパクターの役割は自明ですが、オービターは影響を解釈する上で重要な役割を果たします。つまり、地球の運命が実際に危機に瀕している可能性のある将来のミッションに影響を与える影響の運動量と軌道変化データを収集するという考えです。 。

インパクターから小惑星への運動量の移動の程度は、インパクターの質量(500キログラム強)とその速度(毎秒約10キロ)、および小惑星の組成と密度に依存します。衝撃が脱出速度を達成するエジェクタをスローする場合、最大の運動量変化が達成されます。その代わりに、インパクターが小惑星内に埋没するだけの場合、その質量はいかなる消滅を誘発する小惑星よりも実質的に少ないため、それほど多くは達成されません。たとえば、Chicxulubクレーターを作成し、恐竜を一掃したオブジェクト(はい、大丈夫–鳥を除いて)は直径10キロメートルのオーダーだったと考えられています。

そのため、インパクトの前に、将来のターゲティングと必要なインパクト速度の計算を支援するために、オービターはターゲット小惑星の全体的な質量とその表面近くの密度と粒度の詳細な分析を行います。次に、衝突後、オービターは衝突カメラを介して衝突イジェクタの速度と分布を評価します。

ただし、衝撃によって達成されるたわみの程度を正確に測定することは、ミッションにとって大きな課題となります。目標の小惑星の質量と速度について、地球から確立できるよりもはるかに優れたデータが必要です。したがって、オービターは一連のフライバイを行い、小惑星の周りの軌道に移動して、小惑星が宇宙船の近接度によってどの程度影響を受けるかを評価します。

小惑星からのオービターの距離の正確な決定は、そのレーザー高度計によって達成されます。一方、電波科学実験は、地球に対するオービターの位置(したがって小惑星の位置)を正確に決定します。

次に、オービターを基準点として設定し、インパクターの衝突の影響を評価します。ただし、重要な交絡因子はヤルコフスキー効果です。これは、小惑星の太陽熱の影響であり、熱光子の放出を誘発して、少量の推力を発生させます。ヤルコフスキー効果は、小惑星の軌道が(軌道の方向に)順行している場合は自然に外側に、逆行の場合は内側に押します。したがって、オービターには、ヤルコフスキー効果と衝撃の効果を区別するための熱赤外線分光計も必要です。

そしてもちろん、基準点としてのオービターの重要性を考えると、それに対する太陽放射の影響も測定する必要があります。実際、光沢のある新しい宇宙船の反射率の高い表面が光沢を失うと、この効果が変化することも考慮する必要があります。反射率の高い表面は、ほぼ即座に、入射放射線とほぼ同等のエネルギーレベル(すなわち、高運動量)で放射線を放出します。ただし、低アルベド面は、より低いエネルギー(つまり、より低い運動量)の熱放射しか放出しない可能性があり、放出はより遅くなります。

言い換えれば、鏡面は黒い面よりもはるかに優れたソーラーセイルになります。

つまり、ドンキホーテの衝撃緩和ミッションでは、ターゲットカメラを備えたインパクター、および衝撃観測カメラを備えたオービター、レーザー高度計、電波科学実験、熱赤外線分光計が必要になります。ミッションの初期の宇宙船に対する太陽放射圧の影響、光沢があるとき–後でないとき。

参考文献: Wolters et al地球に近い小惑星の影響緩和実証ミッションのための測定要件。

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