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天琴计划:另一条通往 1I/'Oumuamua 的可能轨迹

地球与行星天体物理 2022-05-12 v2 天体物理仪器与方法

摘要

首个被发现的星际天体 1I/'Oumuamua 在 2017/2018 年穿越内太阳系时被追踪到,并展现出多种异常特性。就潜在科学回报而言,一次拦截并就地研究它的航天器任务将极具价值。作为先前天琴计划研究的延伸,本文详述了一项前往 1I/'Oumuamua 的替代任务,此次同样需要木星奥伯斯机动(JOM)来加速航天器飞向目的地。其区别在于所利用以抵达木星的行星飞越组合,包括在前往木星前的一次火星交会。所识别轨迹相较先前发现在以下方面更劣:更高的 ΔV\Delta V 需求(15.6 kms1kms^{-1})、更长的飞行时长(29 年)以及更少的任务准备时间(2026 年发射);然而它具备先前 JOM 候选方案所缺的一个特点,即前往木星途中几乎或完全没有 ΔV\Delta V(亦即免费搭乘),这意味着航天器无需携带液体推进剂级。这一点被木星处所需更高 ΔV\Delta V 略微抵消,需采用 2 或 3 级固体火箭发动机。例如,一枚带 CASTOR 30B 助推器继而 STAR 48B 的猎鹰重型一次性火箭可在 2059 年前将 102kg 载荷送至 1I/'Oumuamua。其他具有更短飞行时长和更高载荷质量的情景亦有可能。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.04693,
  title  = {Project Lyra: Another Possible Trajectory to 1I/'Oumuamua},
  author = {Adam Hibberd},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.04693},
  year   = {2022}
}