如何以潜在的危险小行星瞄准和碰撞

美国宇航局的深层影响团于2005年7月4日受影响彗星Tempel 1。图片来源：NASA / JPL-CALTECH / UMD

虽然一些美国宇航局科学家努力捕获和探索小行星，但其他美国宇航局的科学家正在计算如何与小行星进行瞄准和碰撞，运行一个人可以有一天改变潜在危险的小行星的轨道的轨道。

就像美国北美航空航天局喷气机推进实验室，加利福尼亚州帕萨迪纳的许多同事一样，夏姆伯巴拉兰在这几天工作了很多小行星。而且也喜欢他的许多同事，深空导航员致力于制作的大量时间，并考虑这款太阳系的这些迷人游牧民族的计算机生成的3-D模型。

但是，虽然他的许多同事正在计算宇宙中的小行星的过去，现在和未来的位置，用世界上最巨大的雷达菜肴划分它们，或者考虑如何对月球轨道甚至轻轻地轻轻地轻轻地轻轻地轻轻推进月球轨道，伯克兰人认为如何与一个碰撞。

“如果你想看到小行星的表面下方，就没有比咂嘴更好的方式，”Bhaskaran说。“但这并不容易。用在超高速公路上行驶的航天器击中小行星就像在超速赛车上拍摄目标的箭头。“

术语超级性通常是指以非常高速行驶的东西 - 每秒两英里（每小时6,700英里/小时/小时）或以上。Bhaskaran的假设影响往往远远良好。

“我模拟的大多数超级兴趣的影响场景大约有八英里的航天器/小行星关闭率，每小时30,000英里[每小时48,000公里]，”Bhaskaran说。

在我们的大多数太阳系中，其中产生的征兆和“右转”法规尚未找到广泛的支持，对象之间的超额兴趣会发生一直发生。但是，所有原始暴力通常都在地球上没有被注意，几乎从未接受过科学审查。

“对小行星的高速影响可以告诉你我们想要了解的小行星的许多事情，”近地球对象科学家史蒂夫·谢谢利说。“他们可以告诉你他们的构成和结构完整性 - 它们是如何一起举起的。这些是对太阳系的起源的科学研究至关重要，而且还用于使特派团设计师致力于潜在地移动小行星，用于开发目的，或者因为它们可能对地球有害。“

航天器的超额兴趣影响不仅仅是一个假设的运动。科学家们已经有机会分析自从Apollo计划以来影响月球和其他天体的二手航天器和火箭阶段的数据。2005年7月4日，美国宇航局的深层影响航天器成功地将其动态冲击机与彗星9P / Tempel 1碰撞 - 这是最初的太阳能系统机身的第一个超额兴趣。

Bhaskaran是一个深入影响的导航员，是第一个告诉你并非所有超额兴趣的影响都是平等的。“影响小行星呈略有不同的挑战，而不是影响彗星，”Bhaskaran说。“彗星可以将射流射入空间，这可能会扰乱你的成像和指导系统，而潜在的小行星目标可以小于50米[164菲特]，并拥有自己的迷你卫星绕着它们。因为它们很小而朦胧，他们可能更难找到。“

随着天体的大小，Bhaskaran也必须考虑到其轨道，瞄准错误，对科学家们想要的影响程度，甚至是形状。

“小行星几乎没有类似于完美的球体，”Bhaskaran说。“你漂浮在浮出水面，有一堆巨大的物体，看起来像花生，土豆，钻石，旋转扬声器甚至狗骨头 - 如果航天器的指导系统不能在它需要去的地方，你可以击中了小行星的错误部分，或者更糟糕的是，完全错过了。“

Bhaskaran指导系统指的是被称为“autonav”，它代表自主导航。伸出和触摸可以在太阳系中途中途的东西，并在超高速旅行需要快速思考和快速机动的航天器。即使是光速也无法治愈的问题是一个问题。“谈到这些高速影响方案，您在您所在的最佳信息以及在游戏中最迟到的地方，”Bhaskaran说。“这就是为什么在撞击前的最后几个小时是如此关键。我们需要快速地执行一些最终火箭烧伤，称为瞄准演习（ITMS）的撞击器。与地球到目前为止，没有机会及时发送新的命令。

“所以，相反，我们有Autonav为我们做了这项工作。它基本上是一个网络宇航员，它采用了所有相关信息，使其自己的决策并执行必要的行动，以确保我们去夹持的行李夹。“

目前，Bhaskaran正在运行模拟，使他的虚拟撞击符成为Bl Splat and Splat and Splowed，有机丰富的小行星1999 RQ36。1,600英尺宽（500米）的太空岩石是一个拟议的JPL任务的目标，称为地表和室内科学（ISIS）的影响。电影所宇宙飞船看起来有点像火箭动力的婚戒，将搭乘乘坐乘坐载有航空航天局的洞察力的火星的火箭的太空。电影所的轨迹然后循环火星并抵销RQ36。

“一个帮助我晚上睡觉的事情是我们对RQ36的了解，因为它是另一个名为Osiris-rex的国家航空航天队任务的目标，”Bhaskaran说。“但它也提供了一些挑战，因为科学家们希望我们在某个时刻和某个地点击中小行星，以便奥西里斯 - 雷克斯航天器可以务必从安全的有利点监控结果。这是一个挑战，但它也非常令人兴奋。“

ISIS Mission Bhaskaran的部分是最感兴趣的是我们的火箭彩印后的Cyber​​-Hero在火星上发生的事情，并且开始以每秒8.4英里（每小时49,000公里）的速度关闭与小行星的距离。在接下来的几个月里，使命导航员将计划并执行一些细化宇宙飞船的方法的深层空间演习。然后，只有两个小时的时间，Autonav将接管以进行最终的轨道变化。

“Autonav的成像系统及其轨道确定算法将检测小行星并在相对于冲击器中计算其空间的位置，”Bhaskaran说。“如果没有等待我们的消息，它将计划并在90分钟，30分钟，然后在三分钟内计划和执行三个ITMS。当小行星只有1,500英里[2,400公里]时，将发生最后一个火箭射击。三分钟后，如果所有人都根据计划进行，宇宙飞船像一吨砖一样击中。“

虽然Bhaskaran喜欢ISIS为导航挑战提供，但拟议的特派团的主要调查员喜欢of-of-the-worlds相当于九吨Tnt的释放到小行星的地表和内部的释放。

“我们预计伊萨斯的影响可能会挖掘出来的火山口在横跨100英尺左右，”谢谢斯利说。“从其轨道围绕小行星轨道，奥西里斯 - 雷克斯，休闲，不仅能够确定有多大的洞，还可以分析在撞击过程中抛出的材料。”

数据不仅提供有关组成小行星的信息的信息，而且还提供了轨道如何应对NASA航天器击中。

“虽然ISIS对小行星1999 RQ36的轨道的影响将是MINISTULE，但它将是可衡量的，”Chesley说。“一旦我们知道它的轨道如何变化，无论多么小，我们都可以做出更好的评估，并计划改变一些未来的小行星的轨道，如果我们需要这样做。当然，为了让所有这些巨大的跨利人在理解中向前跳跃，我们必须首先击中它。“

这使我们回到Bhaskaran和他的硬盘载有充满超高速影响模拟的载荷。

“我们有信心，无论何时呼吁，Autonav都会做到这一点，”Bhaskaran说。“诀窍是，我们只是不要告诉Autonav，这是一趟之旅。”

Bhaskaran将在亚利桑那州弗拉格斯塔格州弗拉格斯塔夫国际航空公司行星国防会议上的第16届，4月16日星期二上发表最新调查结果。

NASA检测，轨道和表征小行星和彗星，使用基于地基和空间的望远镜相对靠近地球。近地对象观测程序，通常称为“太空守卫”，发现这些对象，其特征在于它们的子集，并预测他们的路径，以确定任何可能对我们的地球有可能危险的路径。

JPL管理着位于华盛顿的NASA科学任务局的近地物体计划办公室。史蒂夫·谢谢利的JPL领先地表和室内科学（ISIS）使命提案的影响。JPL是位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的技术学院的缩写。美国宇航局的戈达德太空飞行中心Greenbelt，马里兰州，管理奥西里斯雷克斯项目。

图像：NASA / JPL-CALTECH / UMD