중력 트랙터
Gravity tractor중력 트랙터는 [1][2]우주에 있는 다른 물체, 일반적으로 물리적으로 접촉하지 않고 필요한 자극을 전달하기 위해 중력장만을 사용하여 지구에 영향을 미칠 수 있는 잠재적으로 위험한 소행성을 편향시키는 이론적인 우주선이다.가까운 우주선의 중력은 비록 작지만, 만약 우주선이 충분한 시간을 가까이 보낸다면 훨씬 더 큰 소행성의 경로를 바꿀 수 있다; 필요한 것은 소행성이 소행성의 진로에 대해 일정한 방향으로 추진되는 것과, 그리고 그 차량과 그것의 퇴출된 반응 질량이 직접적인 co가 되지 않는 것이다.소행성과 충돌합니다.트랙터 우주선은 편향된 물체 근처에서 맴돌거나 배기가스를 궤도의 평면에 수직으로 향하게 하면서 궤도를 돌 수 있다.이 개념은 두 가지 주요 이점을 가지고 있습니다: 즉, 근본적으로 소행성의 기계적 구성과 구조에 대해 미리 알 필요가 없다는 것; 그리고 상대적으로 적은 양의 힘이 태양 주위를 도는 소행성의 궤도의 매우 정확한 조작과 결정을 가능하게 한다는 것입니다.다른 편향 방법은 소행성의 정확한 질량 중심을 결정해야 하며, 트랙터 방법을 사용하여 소행성의 회전이나 회전을 멈추기 위해 상당한 노력이 필요할 수 있지만, 이러한 고려 사항은 관련이 없다.
이점
소행성 물체와의 파괴적인 충돌을 피하기 위한 수단과 관련하여, 미래의 어떤 날짜에 지구 충돌로 이어질 것으로 결정된 궤도에서 발견될 경우, 많은 고려사항이 있다.주요 과제 중 하나는 어떻게 하면 충돌 궤도에 두면 지구 자체에 위험할 수 있는 알 수 없는 질량, 구성, 그리고 기계적 강도를 가진 소행성에 필요한 자극을 전달하는가 하는 것입니다.중력 트랙터는 우주선의 자체 질량과 그에 따른 중력장을 이용해 필요한 편향력에 영향을 미치기 위해 장시간 물체 전체를 부드럽게 가속함으로써 이 문제를 해결한다.모든 질량과 마찬가지로 영향을 미치는 중력의 보편성 때문에, 소행성은 내부 구조에 스트레스를 주는 조석력(극소해야 함)만을 가지고 전체적으로 거의 균일하게 가속될 것이다.
또 다른 장점은 우주선의 트랜스폰더가 트랙터/아스테로이드 시스템의 위치와 속도를 지속적으로 모니터링함으로써 소행성의 편향 후 궤적을 정확하게 알 수 있게 함으로써 소행성이 안전한 [3]궤도로 최종 배치되도록 할 수 있다는 것이다.
제한 사항
트랙터 개념의 제한에는 배기 구성이 포함됩니다.가장 효율적인 호버링 설계(즉, 연료 단위당 최대 힘을 위해 배기가스를 대상 물체에 직접 향함)를 통해, 배출된 반응 질량은 [4]트랙터의 중력과는 정확히 반대 방향으로 힘을 가하면서 목표물에 정면으로 부딪힙니다.따라서 아래에서 설명하는 궤도 트랙터 방식을 사용하거나, 안정적인 [5]호버링을 유지할 수 있을 만큼 충분히 "아래"를 가리키면서 배기가스가 물체로부터 약간 떨어진 각도로 향하도록 호버링 트랙터를 설계해야 합니다.이를 위해서는 목표물 속도의 각 미터/초 변화에 대해 더 큰 추력과 그에 따른 연료 소비량이 필요하다.
소행성의 먼지에 대한 이온 추진 추력의 영향의 문제가 제기되어 중력 트랙터의 위치 유지 제어를 위한 대체 수단이 고려되어야 할 수 있다.이런 점에서 태양 돛이 [6]제안되었다.
러스티 슈바이카트에 따르면, 중력 트랙터 방법은 또한 논란이 되고 있는데, 소행성의 궤적을 바꾸는 과정 동안 소행성이 충돌할 가능성이 가장 높은 지구의 지점은 다른 나라들 사이에서 천천히 이동하기 때문이다.이것은 지구 전체의 위협이 일부 특정 국가의 안보를 희생하면서 최소화 될 것이라는 것을 의미한다.슈바이카트는 소행성이 "끌려가는" 방식을 선택하는 것은 어려운 외교적 [7]결정이 될 것이라고 생각한다.
예
이러한 문제의 심각성을 파악하기 위해 100m 내외의 크기에 100만 미터톤의 질량을 가진 NEO가 지구에 영향을 미칠 위험이 있다고 가정해 봅시다.또, 라고 가정해 봅시다.
- 초당 1cm의 속도 보정은 지구를 놓치고 안전하고 안정적인 궤도에 놓이기에 충분할 것이다.
- 10년 이내에 보정을 적용해야 한다는 내용이었다.
이러한 매개변수를 사용하여 필요한 임펄스는 다음과 같다. V × M = 0.01 m9/s × 107 kg = 10 N-s, 따라서 10년 동안 소행성에 가해지는 평균 트랙터 힘은 약 0.032 뉴턴이 되어야8 한다.초당 10km의 이온 빔 속도(최고의 화학 로켓으로 얻은 것의 약 20배)에 해당하는 kg당 10,000 N-s의 특정 임펄스를 가진 이온 전기 우주선은 임펄스를 제공하기 위해 1,000 kg의 반응 질량(현재 제논이 선호된다)이 필요하다.이온 빔의 운동 전력은 약 158와트입니다. 전력 변환기와 이온 구동 장치에 대한 입력 전력은 물론 상당히 높습니다.이 우주선은 충분한 질량을 가지고 소행성에 충분히 가까이 있어야 하며 소행성에 대한 평균 중력의 구성요소가 필요한 0.032뉴턴 이상일 것이다.우주선이 질량 중심까지 200m 거리에서 소행성 상공을 맴돌고 있다고 가정하면, 그것은 우리가 가진 중력 때문에 약 20미터톤의 질량을 필요로 할 것이다.
소행성 주위의 트랙터의 가능한 선회 위치나 궤도를 고려해, 만약 두 물체가 중력에 의해 상호 궤도에 묶여 있다면, 그들 사이의 중력 때문에 다른 물체 주위의 궤도에서 벗어나는데 필요한 것보다 적은 임의적인 자극을 받는다면, 그 충격은 mome을 변화시킬 것이다.둘 다 복합 시스템으로 간주됩니다.즉, 트랙터가 제한된 궤도에 있는 한, 트랙터에 가해지는 추진력은 트랙터가 궤도를 도는 소행성으로 효과적으로 전달될 것이다.이를 통해 트랙터의 다양한 궤도 또는 호버링 전략이 가능합니다.한 가지 분명한 가능성은 우주선이 NEO를 정상 궤도로 원하는 힘의 방향으로 공전하는 것입니다.이온 빔은 반대 방향으로 향하게 되며, 궤도 평면에도 수직이 됩니다.이것은 궤도의 평면이 소행성의 중심으로부터 약간 멀어지는 결과를 가져올 것이고, 추력에 대한 정상 궤도 속도는 일정하게 유지되는 반면, 그것을 "보여준다"고 할 것이다.궤도 주기는 몇 시간이며, 기본적으로 크기와는 무관하지만 대상 물체의 밀도에 따라 약하게 달라진다.
레퍼런스
- ^ 에드워드 T.Lu and Stanley G. Love (2005년 11월 10일), 소행성 견인용 중력 트랙터, 네이처 438:177–178, doi:10.1038/438177a.arXiv 의 astro-ph/05095 를 참조해 주세요.
- ^ Yeamans, D.K. et al.(2005) 지구와의 소행성 충돌을 완화하기 위해 중력 트랙터를 사용
- ^ 위협 완화: The Gravity Trackter (2006) Schweikart, Russell; Chapman, Clark; Durda, Dan; Hut, Piet, NASA 근지구 물체에 관한 워크숍에 제출된 2006년 6월 [arXiv:physics/0608157.pdf], [1]에서 구할 수 있습니다.
- ^ "New Scientist: Letter to editor re: gravity tractor article, with author response". 2007-08-04. Retrieved 2010-03-30.
- ^ Jet Propulsion Laboratory; D.K. Yeomans; S. Bhaskaran; S.B. Broschart; S.R. Chesley; P.W. Chodas; M.A. Jones; T.H. Sweetser (September 22, 2008). "NEAR-EARTH OBJECT (NEO) ANALYSIS OF TRANSPONDER TRACKING AND GRAVITY TRACTOR PERFORMANCE". B612 Foundation. pp. 17–22. Archived from the original (Microsoft Word (.doc)) on October 24, 2008. Retrieved April 8, 2010.
- ^ 2012-05-03 센타우루스 드림스 뉴스의 폴 길스터, 소행성과 망원경이 2012-05-14에 접속했다.
- ^ Madrigal, Alexis (16 December 2009). "Saving Earth From an Asteroid Will Take Diplomats, Not Heroes". WIRED. Retrieved 17 December 2009.
