天琴计划：捕获1I/'Oumuamua——在2030年使用激光帆航天器

2017年10月发现的星际天体1I/'Oumuamua是首个被观测到穿越太阳系的此类天体。1I/'Oumuamua具有此前在天体中从未见过的其他特征，原位观测与测量将具有非凡的科学价值。先前的研究已证明使用化学推进并在近日点低至几个太阳半径处进行太阳奥伯特机动（Solar Oberth burn）的航天器轨迹前往'Oumuamua是可行的。除化学推进外，还存在涉及由位于地球上的激光束辐射压加速的光帆的任务可能性。基于缩小版的突破摄星（Breakthrough Starshot）光束基础设施，已提出使用较低帆航天器速度0.001c以放宽激光功率需求（对1-100 kg航天器为3-30 GW）及各种其他任务约束的行星际任务与太阳系外缘任务。本文使用假设脉冲式$\Delta$V增量的OITS轨迹仿真工具，分析2030年发射并假定已由激光加速至最大速度300km/s（约0.001c）的帆航天器可能跟随的前往'Oumuamua的轨迹。发现2030年7月发射的最短飞行时间为440天。拦截将在82 AU以外发生。我们得出结论，发射大量航天器并比化学推进更快抵达1I的可能性，将规避先前提出的任务架构的数个缺点。