科学家计划2028年发射光帆飞船追赶“奥陌陌”,预计2054年赶上( 二 )


为了寻找SOM的替代方案 , 希伯特和他的同事考虑走一条经过时间考验的路线 , 该路线将结合木星强大的引力 。 他们这样做的部分原因是太阳引力助推所带来的固有挑战 。 虽然这一演习在纸面上看起来很棒 , 但它以前从未执行过 , 因此技术就绪水平(TRL)评级较低 。
科学家计划2028年发射光帆飞船追赶“奥陌陌”,预计2054年赶上
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星际探测器任务将是迄今为止到达最远的任务 , 将超过旅行者号和新视野号探测器 。
更重要的是 , 当光帆在第三步(3到10太阳半径之间)到达近日点时 , 会发生多少热量的问题 。 这些问题在美国宇航局最近的一项名为“星际探测:人类星际空间之旅”的太阳和空间物理概念研究中得到了解决 。 这项研究是为太阳和空间物理2023-2032年十年调查而进行的 , 其中包括星际探测器的概念 。 在附录D2.2中写道 , 该研究探讨了太阳奥伯斯背景下的热保护:
与之前的任务不同的是 , 在给定的太阳距离下 , 需要防护罩设计 , 而星际探测器的挑战是看一艘航天器实际上能多接近太阳 。 随着与太阳距离的减小 , 本影角增大 , 相对于航天器而言 , 遮阳罩的尺寸将显著增大 。
“因为初期设计工作不能包括整个设计的所有材料设计、制造和测试限制 , 所以基于设计的建议最终安全太阳距离似乎是不可能的 。 ”
正如帕克太阳探测器所充分证明的那样 , 要接近太阳 , 需要一个能承受极端热量和辐射的隔热罩 。 以帕克为例 , 它的防护罩直径约为2.44米 , 重约72.5公斤 。 虽然与天琴座计划的隔热罩的大小和质量不一样 , 但可以肯定的是 , 太阳隔热罩会给光帆带来很多额外的质量 。
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一群激光帆飞船离开太阳系
作为替代方案 , Hibberd和他的团队推荐木星奥伯斯机动方式(JOM) , 它将从地球发射 , 然后绕金星和地球旋转 , 进行深空运行(DSM) , 再次通过地球旋转 , 然后利用木星的引力获得引力助推 。 这是由缩写V-E-DSM-E-J , 或更常用的V-E-E-GA-金星 , 地球 , 地球 , 引力助推 。 正如希伯德所指出的 , 与SOM相比 , 这种策略有几个优势 , 其中包括:
它不需要一个沉重的隔热罩 , 也不需要:
A)从木星到太阳奥伯斯的额外旅行距离(约为5.2天文单位)
B)再回到木星轨道的额外旅行距离
这两个(A)和(B)都需要SOM的时间 , 而木星奥伯斯机动方式不需要 。
“JOM是一个发现 , 它是天琴座项目的关键所在 , 可以使用最先进的技术找到选择 , 因为它本质上不需要任何以前没有尝试过的硬件或操作 , 不像SOM 。 然而 , 尽管由于不需要上述(A)和(B)项而节省了时间 , 但JOM产生的较低逃逸速度意味着任务持续时间必须更长 。 ”
Hibberd和他的团队发现的另一个优势是航天器的到达速度 , 这将比依赖SOM的航天器慢得多——18公里/秒vs.30公里/秒 。 这将给天琴座计划航天器更多的时间来分析“奥陌陌”在接近和离开时的情况 。 基于2028年的发射窗口 , 他们确定天琴座项目的光帆将能够在2054年赶上“奥陌陌” 。
“考虑到奥陌陌是我们能接近的最接近的星际物质 , 这项任务的科学回报将是不可估量的 。 ”由于该任务的成本相对较低 , 人类可以在本世纪中叶首次瞥见其他星系的情况 。 更重要的是 , 这将是一个最终解决“奥陌陌”多年前历史性地飞越地球时提出的许多问题的机会!
是氮冰山吗?是外星人吗?是完全不同的东西吗?如果我们处理得当 , 到本世纪中叶我们就会知道所有这些问题的答案!