追逐Oumuamua 遗憾的是人类现有技术不能胜任这个任务

追逐Oumuamua 遗憾的是人类现有技术不能胜任这个任务

首页休闲益智矢量追逐中文版更新时间:2024-09-23

一个多月前,一个名叫“Oumuamua”的星际旅客距离地球2400万公里的地方经过。现在它正以约26km / s的速度快速离开太阳系。比起航行者1号航天飞船,它以17km / s的速度超越太阳系,飞行速度要快得多。

这个知名的星际客人是一个奇形怪状的雪茄形小行星第一个星际物体是倍受吸引的,因为人类从来没有能够近距离地研究太阳系外的某些东西。此外,最近的观察表明,Oumuamua的天文学家说,它的颜色偏红,意想不到的长圆形,就像一个巨大的400米长的雪茄。目标已经从视野中消失了,我们再也看不到它了。

但是,如果我们要怎样可以追踪它呢?美国宇航局正在建造世界上最强大的火箭 (太空发射系统)。它能够启动一个小探测器来捕捉Oumuamua?我们有什么技术可以抓住这个星际闯入者?

为了找到答案,我们将视角转向位于阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心的Advance Concepts办公室。办公室的经理马克·罗杰斯(Mark Rogers)和他的一个任务规划人员拉里·科斯(Larry Kos)也对阿尔斯讨论。事实证明他们也很好奇,并且对拦截“Oumuamua”的可能性做了一些初步的计算。

简而言之,不幸的是现在的技术已经太晚了。尽管“Oumuamua”以26km / s的速度运动,考虑到地球的速度矢量,地球轨道上的航天器与物体之间的δ-v值接近60km / s。化学推进只是没有在这种情况下已经无力回天。罗杰斯说。“这不可行。”

但是如果美国宇航局在十月十九日发现了这个天体之后,并且已经对太空进行了探测呢? 我们主要推进方法的问题在于,化学火箭很擅长从地球的轨道中获取物质,而在太空中则是燃气炸药。我们现有的大多数太空推进系统都是基于化学物质的,他们需要大量的燃料(通常是氢气)来推动太空船。在这种情况下,科斯计算出化学火箭发动机在大约450秒钟捕获“Oumuamua”所需的具体数据。

美国航空航天局对一枚革命性火箭的长期投资可能即将取得成功。这实际上是个好消息,因为传统的火箭发动机可以达到这种具体的推动水平。但也有一些坏消息。保持赶上“Oumuamua”的具体推动需要大量的燃料。那么根据科斯的说法,NASA就需要把相当于两个国际空间站,即约800吨燃料推入地球轨道。所有这些燃料,我们可以推动的航天器,一个GoPro与一些基本的航空电子设备,以最终赶上“Oumuamua”。

太空发射系统火箭的第一次反应虽然强大,但只能发射70吨。预计它应该在2020年之前飞行。一个能够提升130吨的更强大的版本可能在2020年之前准备发射。我们现在根本没有能力推出这么多的燃料,或者在不久的将来会实现。

另外一种选择是,如果我们能够早点看到“Oumuamua”,那么本来是把飞船送到最接近的拦截点,大约是地球和月球之间距离的60倍。不幸的是,直到最接近的飞越之后的五天才发现了Oumuamua 。由于物体的双曲轨道,相对于恒星的背景,它并没有太多的横向移动,因为它在9月9日最接近太阳,然后移向地球。

尽管天文学家认为这样的星际飞行可能相当频繁,估计一个类似于“Oumuamua”的星际物体一年数次经过地球轨道,这样的飞行很难找到。换句话说,我们必须非常非常幸运地发现类似的星际物体,然后,我们必须有一个飞船在待命。(美国宇航局科学使命的平均交付时间,推出前五到七年。)

我们可能错过了追捕Oumuamua的机会。但是,假设太空发射系统或者其他相当强大的火箭,如猎鹰重型或新格伦助推器,将在未来十年内上线,那么我们能否在短时间内用另一种不同的方式捕捉另一个星际物体,太空推进?

与化学火箭相比,通过与太阳能电池和离子推进器相比,可以汲取燃料的电力推进装置不需要大量的推进剂进入轨道。然而,目前的系统没有足够快的速度,即使是大规模的电力推进也需要数年的时间才能达到与“Oumuamu”相匹配的速度,并且还有很多年的时间来追赶它。

罗杰斯说,对此的一个答案是核热推进。像60年代和70年代早期开发的NERVA项目这样的核热发动机,可能勉强有足够的能量来追逐一个像Oumuamua这样的物体。但为此,我们需要地球与星际物体大致相同的方向行进,(事实上,由于成本和核问题,自1972年以来,美国航空航天局并没有深入研究核引擎。)

“Oumuamua”的最后一个可能性是突破性的Starshot项目所研究的技术 ,它基本上是一个克尺度的芯片上的航天器。这种微型技术将包括照相机,光子推进器,电源,导航和通信设备。这些芯片将携带一个轻帆,在100GW范围内有一个地球相位激光器阵列,足以推动风帆以大约20%的光速移动。

如果到2021年这样一个微小的航天器可以发射,它可以达到约Oumuamua大约七年。除了微小的航天器还不存在,它们依赖于未经证实的小型化技术,这将是令人期待的。

总之,我们可能会永远失去Oumuamua。也许它会激励人类更努力的去专研太空飞行项目,这样我们就不会错过下一个星际侵略者。

本文由RehooTech团队Leery原创,无授权禁转!

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