Kan man sende et rumfartøj mod 'Oumuamua?

Fora ASTRO-FORUM NYT FRA VIDENSKABEN Kan man sende et rumfartøj mod 'Oumuamua?

  • Dette emne har 1 svar og 1 stemme, og blev senest opdateret for 6 år, 2 måneder siden af Bjarne. This post has been viewed 654 times
Viser 2 indlæg - 1 til 2 (af 2 i alt)
  • Forfatter
    Indlæg
  • #314496

    Bjarne
    Moderator
      • Super Nova

      Project Lyra: Sending a Spacecraft to 1I/’Oumuamua (former A/2017 U1), the Interstellar Asteroid

      Det første interstellare objekt 1I/’Oumuamua, som er blevet observeret i vort eget solsystem, åbner en mulighed for en direkte undersøgelse af materiale fra et fremmed planetsystem. Kan et sådant objekts bane krydses af et rumfartøj? Udfordringen forbundet med at indhente objektet indenfor en rimelig tidshorisont er formidabel på grund af dets høje heliocentriske overskydende hastighed på 26 km/s, meget hurtigere end noget tidligere rumfartøj. Denne artikel præsenterer en analyse af potentielle muligheder for en sådan mission inden for den nærmeste fremtid. Opsendelsen af et rumfartøj inden for 5 til 10 år kræver en hyperbolsk overskydende hastighed mellem 33 til 76 km/s for en varighed mellem 30 til 5(0?) år.  Forskellige varigheder og deres hastighedskrav undersøges med hensyn til opsendelsesdato. Forskellige teknologiske muligheder opstilles, rækkende fra anvendelse af kemiske raketter til de mere avancerede anvendelser af solsejl eller lasersejl. En deceleration af rumfartøjet i nærheden af ‘Oumuamua er ønskværdig for at maksimere det videnskabelige udbytte. Forfatterne konkluderer, at der på trods af de store udfordringer, er muligheder for at gennemføre en sådan mission baseret på eksisterende eller snart eksisterende teknologier.

       

      #314864

      Bjarne
      Moderator
        • Super Nova

        En af mulighederne er en Jupier bly-by fulgt af en bly-by af Solen i en perihel-afstand af 3 solradier for at udnytte Oberth-effekten:

        Oberth effect

        Den mest effektive forøgelse af en keplerbevægelses energi ved anvendelse af en bestemt hastighedsændring opnås, når legemet befinder sig i pericentret. Dette blev første gang vist af Hemann Oberth i 1927.

        Jeg vil undersøge effekten for en parabolsk bane, som har undvigelseshastigheden Vesc i pericentret. En raketmotor tilfører rumfartøjet hastighedsændringen ΔV, så den nye hastighed bliver Vesc + ΔV svarende til den specifikke kinetiske energi

        ek = (1/2)(Vesc + ΔV)2 = (1/2)Vesc2 + ΔV⋅Vesc + (1/2)ΔV2

        Rumfartøjet taber den specifikke kinetiske energi (1/2)Vesc2 ved at forlade Solens tyngdefelt, hvorefter den beholder energien ΔV⋅Vesc + (1/2)ΔV2.

        Denne energi kan skrives som (1/2)ΔV2(1 + 2Vesc/ΔV).

        Rumfattøjet vil bevæge sig med hastigheden ΔV(1 + 2Vesc/ΔV)1/2 uden for solens tyngdefelt.

        Solens undvigelseshastighed fra soloverfladen er ∼600 km/s. 3 radier over overfladen svarer til 4 radier fra centrum. Undvigelseshastighede aftager omvendt proportionalt med afstanden fra centrum, så Vesc = 300 km/s 3 radier fra overfladen.

        Lad os antage, at en raketaffyring kan ændre hastigheden hastigheden med ΔV = 5 km/s. Vi kan se bort fra 5 km/s i forhold til 600 km/s.

        Hastigheden forøges med faktoren (2Vesc/ΔV)1/2 = ∼11. Rumfartøjet forlader Solen med 55 km/s og kan således indhente ‘Oumuamua.

         

      Viser 2 indlæg - 1 til 2 (af 2 i alt)
      • Emnet 'Kan man sende et rumfartøj mod 'Oumuamua?' er lukket for nye svar.