天琴计划：借助木星交会与现实推进方案切实捕捉 1I/'Oumuamua

任何捕捉 1I/'Oumuamua 的任务都面临艰巨挑战，即需产生高于该星际物体自身的双曲超速，亦即相对于太阳 > 26.3 $kms^{-1}$。为利用化学推进完成此任务，先前论文研究了太阳奥伯斯机动以及替代性的木星奥伯斯机动，这些方案分别需要在近日点/近木点由化学火箭提供推力，在这些点可用的速度增量（$\Delta V$）能使航天器的动能获得最大增强。本文阐明了需要木星奥伯斯机动（JOM）或可选被动木星交会（即无推力）的任务细节，后者迄今未被天琴计划涉及。先前论文为可行性研究，本文则深入探讨仅利用木星交会（无来自内行星的先前引力辅助）借助当前可用的现成固体与液体火箭级并假定可部署 NASA 太空发射系统 Block 2 所能实现的任务。最优发射日期位于 2030、2031 与 2032 年，相应任务时长约 30–40 年，取决于所利用级的具体数量与组合。向 'Oumuamua 运送 860kg 有效载荷可轻易在约 43 年时长内完成，假定采用 Centaur D 与 STAR 48B 组合，后者助推器在近木点点火。另一方面，若使用两个而非一个 Centaur D，并保留 STAR 48BV 用于 JOM，则相同质量下可缩短至 35 年。此外，对于约 $\sim{100}$kg 的较低有效载荷，飞行时间可相应削减至 31 年，且额外好处是无需在木星处点火。