Lyra 计划:利用核热火箭捕获 1I/'Oumuamua
天体物理仪器与方法
2021-02-03 v1 地球与行星天体物理
空间物理
摘要
2017 年 10 月观测到太阳系中首个确定的星际天体,随后被命名为 1I/'Oumuamua。除其太阳系外起源外,对该天体的观测与分析显示出一些异常特征,只能通过原位探测解释。为此,已提出多种航天器拦截任务。其推进方案为化学推进,利用木星与太阳奥伯斯机动(任务时长 22 年),以及利用地基激光推进激光帆(1-2 年),两者发射日期均在 2030 年。前者任务时长颇长,后者所需激光基础设施在 2030 年前或无法就位。本研究考察核热推进(NTP),其虽尚未用于实际任务,但因 NASA Rover/NERVA 计划中的研发,其技术 readiness level 实则高于激光推进。研究多种固体反应堆芯方案,或直接衍生自 NASA 计划的发动机,或如所提颗粒床 NTP 系统等更先进选项。比冲至少为化学火箭两倍,NTP 提供更高 {\Delta}V 预算,可采更简捷直接、省时轨迹。例如,沿地球-木星-1I 轨迹飞行的升级 NERVA/Pewee 级 NTP 航天器,将在 2031 年发射后 14 年内抵达 1I/'Oumuamua。至 1I/'Oumuamua 的载荷质量约 2.5 metric tonnes,而所研更先进 NTP 选项可实现更大质量与更短任务时长。共考察 4 种拟议 NTP 系统与 5 种轨迹情景。
关键词
引用
@article{arxiv.2008.05435,
title = {Project Lyra: Catching 1I/'Oumuamua Using Nuclear Thermal Rockets},
author = {Adam Hibberd and Andreas M. Hein},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.05435},
year = {2021}
}