Vermeidung von Asteroideneinschlägen

Verschiedene Kollisionsvermeidungstechniken haben unterschiedliche Kompromisse in Bezug auf Metriken wie Gesamtleistung, Kosten, Ausfallrisiken, Betrieb und Technologiebereitschaft. Es gibt verschiedene Methoden, um den Verlauf eines Asteroiden/Kometen zu ändern.Diese können durch verschiedene Arten von Attributen wie die Art der Minderung (Ablenkung oder Fragmentierung), Energiequelle (kinetisch, elektromagnetisch, gravitativ, sonnig/thermisch oder nuklear) und Annäherungsstrategie (Abfangen, Rendezvous oder Remote-Station) unterschieden werden.,

Strategien fallen in zwei grundlegende Sätze: Fragmentierung und Verzögerung. Die Fragmentierung konzentriert sich darauf, den Schlagkörper unschädlich zu machen, indem er fragmentiert und die Fragmente so verstreut wird, dass sie die Erde verfehlen oder klein genug sind, um in der Atmosphäre zu verbrennen. Delay nutzt die Tatsache aus, dass sich sowohl die Erde als auch der Impaktor im Orbit befinden. Ein Aufprall tritt auf, wenn beide gleichzeitig denselben Punkt im Weltraum erreichen, oder korrekter, wenn ein Punkt auf der Erdoberfläche die Umlaufbahn des Impaktors schneidet, wenn der Impakt eintrifft. Da die Erde etwa 12.750 km im Durchmesser hat und sich mit ca., 30 km pro Sekunde in seiner Umlaufbahn zurückgelegt es eine Entfernung von einem Planetendurchmesser in etwa 425 Sekunden oder etwas mehr als sieben Minuten. Eine Verzögerung oder ein Vorrücken der Ankunft des Impaktors um Zeiten dieser Größenordnung kann, abhängig von der genauen Geometrie des Aufpralls, dazu führen, dass er die Erde verfehlt.

Kollisionsvermeidungsstrategien können auch als direkt oder indirekt angesehen werden und wie schnell sie Energie auf das Objekt übertragen. Die direkten Methoden, wie nukleare Sprengstoffe oder kinetische Impaktoren, fangen den Weg des Boliden schnell ab., Direkte Methoden werden bevorzugt, da sie in der Regel kostengünstiger in Zeit und Geld sind. Ihre Auswirkungen können unmittelbar sein und so wertvolle Zeit sparen. Diese Methoden würden für kurzfristige und langfristige Bedrohungen funktionieren und sind am effektivsten gegen feste Objekte, die direkt geschoben werden können, aber im Fall von kinetischen Impaktoren sind sie nicht sehr effektiv gegen große lose aggregierte Trümmerhaufen. Indirekte Methoden wie Schwerkrafttraktoren, Anbringen von Raketen oder Massentreibern sind viel langsamer., Sie müssen zum Objekt reisen, den Kurs bis zu 180 Grad für das Rendezvous im Weltraum ändern und dann viel mehr Zeit in Anspruch nehmen, um den Weg des Asteroiden gerade genug zu ändern, damit er die Erde vermisst.

Viele NEOs sind Gedanken zu „Fliegen Schutt Haufen“ nur lose durch Gravitation zusammengehalten werden, und ein typisches Raumschiff Größe kinetische Impaktor Ablenkung Versuch könnte nur brechen, bis Sie das Objekt oder die-fragment es sich nicht ausreichend anpassen seinen Lauf. Wenn ein Asteroid in Fragmente zerbricht, würde jedes Fragment, das größer als 35 Meter ist, nicht in der Atmosphäre verbrennen und selbst die Erde treffen., Die Verfolgung der Tausenden von schrotartigen Fragmenten, die aus einer solchen Explosion resultieren könnten, wäre eine sehr entmutigende Aufgabe, obwohl die Fragmentierung nichts vorzuziehen wäre und es dem ursprünglich größeren Schuttkörper, der analog zu einer Schuss-und Wachsschnecke ist, ermöglichen würde, die Erde zu treffen.,

In Cielo Simulationen durchgeführt, in den Jahren 2011-2012, in denen die Geschwindigkeit und die Menge von Energie-Lieferung-waren ausreichend hoch ist und abgestimmt auf die Größe der Trümmer-Haufen, wie die folgenden eine maßgeschneiderte nukleare explosion, die Ergebnisse zeigten, dass alle Asteroiden Fragmente, die erstellt werden, nachdem der Impuls von Energie geliefert wird, wäre keine Bedrohung des re-Koaleszenz (auch für diejenigen, die mit der Form des Asteroiden Itokawa) aber stattdessen würde schnell erreichen Fluchtgeschwindigkeit von der übergeordneten Stelle (die für Itokawa ist etwa 0,2 m/s) und daher bewegen sich auf die Erde auswirken Flugbahn.,

Kernsprengstoff deviceEdit

Einleitung eines nuklearen Sprengsatz vor, auf oder leicht unterhalb der Oberfläche ein bedrohlicher Himmelskörper ist eine potenzielle Ablenkung option, mit der optimalen detonation Höhe abhängig von der Zusammensetzung und Größe des Objekts. Es muss nicht der gesamte NEO verdampft werden, um eine Auswirkungen Bedrohung zu mildern., Im Falle einer eingehenden Bedrohung durch einen „Trümmerhaufen“ wurde die Abstandhöhe oder Detonationshöhe über der Oberflächenkonfiguration als Mittel zur Verhinderung des möglichen Bruchs des Trümmerhaufens angegeben., Die durch die Detonation freigesetzten energetischen Neutronen und weichen Röntgenstrahlen, die die Materie nicht merklich durchdringen, werden bei der Begegnung mit der Oberflächenmaterie des Objekts in thermische Wärme umgewandelt, wodurch alle Sichtlinien, die den Oberflächen des Objekts ausgesetzt sind, bis zu einer geringen Tiefe verdampft werden, wodurch das Oberflächenmaterial, das es erwärmt, in Ejecta umgewandelt wird, und analog zu den Ejecta aus einem chemischen Raketentriebwerkauspuff, Änderung der Geschwindigkeit, oder „Stupsen“, das Objekt durch die Reaktion vom Kurs ab, nach Newtons drittem Gesetz, wobei Ejecta in eine Richtung geht und das Objekt andere., Abhängig von der Energie des Sprengkörpers würde der resultierende Raketenabgaseffekt, der durch die hohe Geschwindigkeit des verdampften Massenauswurfs des Asteroiden erzeugt wird, gepaart mit der geringen Massenreduzierung des Objekts, genug von einer Änderung der Umlaufbahn des Objekts erzeugen, damit es die Erde verfehlt.

Ein Hochgeschwindigkeitsbeschleuniger Asteroid Mitigation Mission for Emergency Response (HAMMER) vorgeschlagen wurde.,

Stand-off approachEdit

Wenn das Objekt sehr groß ist, aber immer noch ein lose zusammengehaltener Trümmerhaufen ist, besteht eine Lösung darin, eine oder eine Reihe von nuklearen Sprengkörpern neben dem Asteroiden in einer Stand-Off-Höhe von 20 Metern oder mehr über seiner Oberfläche zu detonieren, um das potenziell lose zusammengehaltene Objekt nicht zu zerbrechen., Vorausgesetzt, dass diese Stand-off-Strategie weit genug im Voraus durchgeführt wurde, würde die Kraft aus einer ausreichenden Anzahl von Atomexplosionen die Flugbahn des Objekts ausreichend verändern, um einen Aufprall zu vermeiden, so Computersimulationen und experimentelle Beweise von Meteoriten, die den thermischen Röntgenpulsen der Z-Maschine ausgesetzt waren.

1967 wurden Doktoranden unter Professor Paul Sandorff am Massachusetts Institute of Technology beauftragt, eine Methode zu entwickeln, um einen hypothetischen 18-monatigen Ferneinschlag der 1,4 Kilometer breiten Erde zu verhindern (0.,87 mi) Asteroid 1566 Icarus, ein Objekt, das regelmäßige Annäherungen an die Erde macht, manchmal so nah wie 16 Monddistanzen. Um die Aufgabe innerhalb des Zeitrahmens und mit begrenzten materiellen Kenntnissen der Zusammensetzung des Asteroiden zu erreichen, wurde ein variables Stand-off-System konzipiert., Dies hätte eine Reihe modifizierter Saturn-V-Raketen verwendet, die auf Abfangkursen geschickt wurden, und die Schaffung einer Handvoll nuklearer Sprengkörper im 100-Megaton—Energiebereich—zufällig die gleiche Ausbeute wie die maximale Ausbeute der Zaren Bomba der Sowjets, wenn ein Uranfälscher verwendet worden wäre-als Nutzlast jedes Raketenfahrzeugs. Die Designstudie wurde später als Project Icarus veröffentlicht, das 1979 als Inspiration für den Film Meteor diente.,

Eine NASA-Analyse von Ablenkungsalternativen, die 2007 durchgeführt wurde, ergab:

Nukleare Standoff-Explosionen werden als 10-100-mal effektiver eingestuft als die in dieser Studie analysierten nichtnuklearen Alternativen. Andere Techniken, die die Verwendung von nuklearem Sprengstoff an der Oberfläche oder im Untergrund beinhalten, können effizienter sein, aber sie laufen einem erhöhten Risiko aus, das Zielmaterial zu zerbrechen. Sie bergen auch höhere Entwicklungs-und Betriebsrisiken.,

Im selben Jahr veröffentlichte die NASA eine Studie, in der angenommen wurde, dass der Asteroid Apophis (mit einem Durchmesser von etwa 300 Metern oder 1.000 Fuß) eine viel geringere Trümmerhaufendichte (1.500 kg/m3 oder 100 lb / cu ft) und damit eine geringere Masse als heute hat, und in der Studie wird angenommen, dass er sich für das Jahr 2029 auf einer Einschlagbahn mit der Erde befindet. Unter diesen hypothetischen Bedingungen stellt der Bericht fest, dass ein „Cradle-Raumschiff“ ausreichen würde, um es vom Aufprall auf die Erde abzulenken., Dieses konzeptionelle Raumschiff enthält sechs B83-Physikpakete, die jeweils für eine maximale Ausbeute von 1,2 Megatonnen ausgelegt sind und irgendwann in den 2020er Jahren von einem Ares V-Fahrzeug gebündelt und geloftet wurden, wobei jede B83 in einer Höhe von 100 Metern oder 330 Fuß („1/3 des Objektdurchmessers“ als Stand-off) nacheinander mit stundenlangen Intervallen zwischen jeder Detonation über die Oberfläche des Asteroiden detoniert. Die Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass ein einziger Einsatz dieser Option „NEOs von zwei Jahren vor dem Aufprall und größere NEOs mit mindestens fünf Jahren vor dem Aufprall ablenken kann“., Diese Wirksamkeitszahlen werden von den Autoren als „konservativ“ angesehen, und es wurde nur die thermische Röntgenleistung der B83-Geräte berücksichtigt, während die Neutronenheizung aus Berechnungsgründen vernachlässigt wurde.,

Surface and subsurface useEdit

Im Jahr 2011 begann der Direktor des Asteroid Deflection Research Center an der Iowa State University, Dr. Bong Wie (der zuvor Kinetic impactor deflection Studies veröffentlicht hatte), Strategien zu untersuchen,die sich mit Objekten mit einem Durchmesser von 50 bis 500 Metern (200-1, 600 ft) befassen konnten, als die Zeit zum Aufprall auf die Erde weniger als ein Jahr betrug. Er kam zu dem Schluss, dass die Bereitstellung der erforderlichen Energie, eine nukleare Explosion oder ein anderes Ereignis, das dieselbe Leistung liefern könnte, die einzigen Methoden sind, die innerhalb dieser Zeitbeschränkungen gegen einen sehr großen Asteroiden wirken können.,

Diese Arbeit führte zur Schaffung eines konzeptionellen Hypervelocity Asteroid Intercept Vehicle (HAIV), das einen kinetischen Impaktor kombiniert, um einen anfänglichen Krater für eine nachfolgende unterirdische nukleare Detonation innerhalb dieses anfänglichen Kraters zu schaffen, der einen hohen Wirkungsgrad bei der Umwandlung der bei der Detonation freigesetzten Kernenergie in Antriebsenergie für den Asteroiden erzeugen würde.,

Ein ähnlicher Vorschlag würde eine oberflächen-detonierende Kernvorrichtung anstelle des kinetischen Impaktors verwenden, um den anfänglichen Krater zu erzeugen, und dann den Krater als Raketendüse verwenden, um nachfolgende nukleare Detonationen zu kanalisieren.

Auf der NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) – Konferenz 2014 erklärten Wi und seine Kollegen: „Wir haben die Lösung, mit unserem Basiskonzept die Bedrohung durch Asteroideneinschläge mit jedem Warnbereich zu mildern.,“Zum Beispiel würde nach ihren Computermodellen mit einer Warnzeit von 30 Tagen ein 300 Meter breiter Asteroid (1,000 ft) mit einem einzigen HAIV neutralisiert, wobei weniger als 0.1% der Masse des zerstörten Objekts potenziell auf die Erde treffen, was im Vergleich mehr als akzeptabel wäre.

Ab 2015 arbeitet Wi mit dem dänischen Notfall-Asteroiden-Verteidigungsprojekt (EADP) zusammen, das letztendlich genügend Mittel bereitstellen will, um ein nichtnukleares HAIV-Raumschiff als Planetenversicherung zu entwerfen, zu bauen und zu lagern., Für bedrohliche Asteroiden, die zu groß und/oder zu nahe am Erdeinschlag sind, um durch den nichtnuklearen HAIV-Ansatz effektiv abgelenkt zu werden, sollen nukleare Sprengkörper (mit 5% der Sprengausbeute als die für die Abstandsstrategie verwendeten) unter internationaler Aufsicht ausgetauscht werden, wenn Bedingungen auftreten, die dies erfordern.

Comet Ablenkung possibilityEdit

nach der 1994 Shoemaker-Levy 9 Komet schlägt in mit Jupiter, Edward Teller vorgeschlagen, ein Kollektiv von US -, und russische Ex – Waffendesigner des Kalten Krieges bei einem Treffen des Planetary Defense Workshop 1995 im Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) erklärten, dass sie zusammenarbeiten, um einen nuklearen Sprengsatz mit einem Gigatonwert zu entwerfen, der der kinetischen Energie eines Asteroiden mit einem Durchmesser von einem Kilometer entspricht. Das theoretische Ein-Gigaton-Gerät würde etwa 25-30 Tonnen wiegen, leicht genug, um auf der Energia-Rakete angehoben zu werden. Es könnte verwendet werden, um einen ein Kilometer langen Asteroiden (0,62 mi) augenblicklich zu verdampfen und die Wege der Asteroiden der Extinction Event Class (größer als 10 Kilometer oder 6) umzuleiten.,2 meilen im Durchmesser) innerhalb weniger Monate. Mit einem Jahr Vorankündigung und an einem Abhörort, der nicht näher als Jupiter liegt, könnte es sich auch um die noch selteneren Kometen handeln, die innerhalb von zwei Jahren aus dem Kuipergürtel kommen und an der Erdumlaufbahn vorbeifliegen können. Für Kometen dieser Klasse mit einem geschätzten maximalen Durchmesser von 100 Kilometern diente Charon als hypothetische Bedrohung.

Im Jahr 2013 unterzeichneten die verwandten Nationalen Laboratorien der USA und Russlands einen Vertrag, der die Absicht beinhaltet, bei der Verteidigung von Asteroiden zusammenzuarbeiten.,

Gegenwärtige Fähigkeitedit

Ein GAO – Bericht vom April 2014 stellt fest, dass die NNSA Konserven-Untergruppen (CSAs-Nuclear Secondary Stages) in einem unbestimmten Zustand beibehält, bis eine hochrangige Regierungsbewertung ihrer Verwendung in der planetarischen Verteidigung gegen erdgebundene Asteroiden vorliegt.“In ihrem Haushaltsantrag für das Geschäftsjahr 2015 stellte die NNSA fest, dass sich die Demontage der Neun-Megatonnen-B53-Komponente „verzögert“ habe, was einige Beobachter zu dem Schluss brachte, dass es sich bei dem Sprengkopf-CSAs möglicherweise um einen für potenzielle planetarische Verteidigungszwecke aufbewahrten Sprengkopf handelt.,

Gesetzedit

Der Einsatz von nuklearen Sprengkörpern ist ein internationales Thema und muss vom Ausschuss der Vereinten Nationen für die friedliche Nutzung des Weltraums behandelt werden. Der umfassende Atomtestverbot-Vertrag von 1996 verbietet technisch Atomwaffen im Weltraum., Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass ein nuklearer Sprengkörper, der nur beim Abfangen mit einem bedrohlichen Himmelsobjekt zur Detonation gebracht werden soll, mit der einzigen Absicht, zu verhindern, dass ein Himmelskörper auf die Erde trifft, als eine unfriedliche Nutzung des Weltraums angesehen wird oder dass der zur Minderung eines Erdeinschlags gesendete Sprengkörper, der ausdrücklich dazu bestimmt ist, Schäden am Leben zu verhindern, unter die Klassifizierung einer „Waffe“fällt.,

Kinetic impactEdit

Der Aufprall eines massiven Objekts wie eines Raumfahrzeugs oder sogar eines anderen erdnahen Objekts ist eine weitere mögliche Lösung für einen bevorstehenden NEO-Aufprall. Ein Objekt mit einer hohen Masse in der Nähe der Erde könnte in einen Kollisionskurs mit dem Asteroiden geschickt werden und es vom Kurs abbringen.,

Wenn der Asteroid noch weit von der Erde entfernt ist, besteht ein Mittel zur Ablenkung des Asteroiden darin, seinen Impuls direkt zu verändern, indem ein Raumfahrzeug mit dem Asteroiden kollidiert.

Eine NASA-Analyse von Ablenkungsalternativen, die 2007 durchgeführt wurde, ergab:

nichtnukleare kinetische Impaktoren sind der ausgereifteste Ansatz und könnten in einigen Ablenkungs – /Minderungsszenarien verwendet werden, insbesondere für NEOs, die aus einem einzigen kleinen, festen Körper bestehen.,

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) untersucht das vorläufige Design von zwei Weltraummissionen für ~2020 mit dem Namen AIDA (ehemals Don Quijote). und wenn geflogen, wären sie die erste absichtliche Asteroidenablenkungsmission. Das Advanced Concepts-Team der ESA hat auch theoretisch gezeigt, dass eine Ablenkung von 99942 Apophis erreicht werden kann, indem ein einfaches Raumschiff mit einem Gewicht von weniger als einer Tonne gegen den Asteroiden geschossen wird., Während einer Kompromissstudie argumentierte einer der führenden Forscher, dass eine Strategie namens „Kinetic Impactor Deflection“ effizienter sei als andere.

Die NEOShield-2-Mission der Europäischen Union untersucht auch in erster Linie die Methode zur Minderung kinetischer Impaktoren. Das Prinzip der kinetischen Impaktminderungsmethode besteht darin, dass der NEO oder Asteroid nach einem Aufprall von einem Impaktorraumschiff abgelenkt wird. Das Prinzip der Impulsübertragung wird verwendet, da der Impaktor mit einer sehr hohen Geschwindigkeit von 10 km/s (36.000 km/h; 22.000 mph) oder mehr in den NEO stürzt., Der Impuls des Impaktors wird auf den NEO übertragen, was zu einer Geschwindigkeitsänderung führt und ihn daher leicht von seinem Verlauf abweicht.

Ab Mitte 2018 wurde die AIDA-Mission teilweise genehmigt. Das Kinetic Impactor-Raumschiff der NASA Double Asteroid Redirection Test (DART) ist in Phase C eingetreten (detaillierte Definition). Ziel ist es, den 180-Meter-Asteroidenmond des erdnahen Asteroiden 65803 Didymos mit dem Spitznamen Didymoon zu treffen., Die Auswirkungen werden im Oktober 2022 auftreten, wenn sich Didymos relativ nahe an der Erde befindet, sodass erdgestützte Teleskope und planetarisches Radar das Ereignis beobachten können. Das Ergebnis des Aufpralls wird sein, die Orbitalgeschwindigkeit und damit die Orbitalperiode von Didymoon um eine ausreichend große Menge zu ändern, dass sie von der Erde aus gemessen werden kann. Dies wird zum ersten Mal zeigen, dass es möglich ist, die Umlaufbahn eines kleinen 200-Meter-Asteroiden (660 ft) um die Größe zu ändern, die in Zukunft wahrscheinlich eine aktive Minderung erfordert., Der zweite Teil der AIDA-Mission-das ESA-Raumschiff HERA-ist in Phase B (vorläufige Definition) eingetreten und bedarf der Genehmigung durch die ESA-Mitgliedstaaten im Oktober 2019. Wenn es genehmigt würde, würde es das Didymos-System in 2024 erreichen und sowohl die Masse von Didymoon als auch die genaue Wirkung der Auswirkungen auf diesen Körper messen, was eine viel bessere Extrapolation der AIDA-Mission auf andere Ziele ermöglicht.,

Asteroid gravity tractorEdit

Eine weitere Alternative zur explosiven Ablenkung besteht darin, den Asteroiden im Laufe der Zeit langsam zu bewegen., Eine kleine, aber konstante Schubmenge sammelt sich an, um ein Objekt ausreichend von seinem Verlauf abzuweichen. Edward T. Lu und Stanley G. Love haben vorgeschlagen, ein massives unbemanntes Raumschiff zu verwenden, das über einem Asteroiden schwebt, um den Asteroiden gravitativ in eine nicht bedrohliche Umlaufbahn zu ziehen. Obwohl beide Objekte gravitativ zueinander gezogen werden, kann das Raumfahrzeug der Kraft zum Asteroiden beispielsweise durch ein Ionenstrahlruder entgegenwirken, so dass der Nettoeffekt darin besteht, dass der Asteroid in Richtung des Raumfahrzeugs beschleunigt und somit leicht von seiner Umlaufbahn abgelenkt wird., Diese Methode ist zwar langsam, hat jedoch den Vorteil, dass sie unabhängig von der Zusammensetzung oder Spinrate des Asteroiden funktioniert; Trümmerhaufen-Asteroiden wären durch nukleare Detonationen schwer abzulenken, während eine Schubvorrichtung schwer oder ineffizient wäre, auf einem schnell rotierenden Asteroiden zu montieren. Ein Schwerkrafttraktor müsste wahrscheinlich mehrere Jahre neben dem Asteroiden verbringen, um effektiv zu sein.,

Eine NASA-Analyse von Ablenkungsalternativen, die 2007 durchgeführt wurde, ergab:

“ Slow push “ – Minderungstechniken sind die teuersten, haben die geringste technische Bereitschaft und ihre Fähigkeit, sowohl zu einem bedrohlichen NEO zu reisen als auch ihn abzulenken, wäre begrenzt, es sei denn, die Missionsdauer von vielen Jahren bis zu Jahrzehnten ist möglich.

Ion beam shepherdEdit

Eine weitere „kontaktlose“ Asteroid-Ablenkungstechnik wurde von C. Bombardelli und J.,Peláez von der Technischen Universität Madrid. Das Verfahren beinhaltet die Verwendung eines Ionenstrahlruders mit geringer Divergenz, der von einem nahe gelegenen schwebenden Raumschiff auf den Asteroiden gerichtet ist. Der von den Ionen übertragene Impuls, der die Asteroidenoberfläche erreicht, erzeugt eine langsame, aber kontinuierliche Kraft, die den Asteroiden auf ähnliche Weise wie den Schwerkrafttraktor ablenken kann, jedoch mit einem leichteren Raumschiff.

Fokussierte Solarenergieedit

H. J. Melosh mit I. V. Nemchinov schlug vor, einen Asteroiden oder Kometen abzulenken, indem Sonnenenergie auf seine Oberfläche fokussiert wird, um Schub aus der resultierenden Verdampfung von Material zu erzeugen., Dieses Verfahren würde zunächst den Bau einer Raumstation mit einem System großer sammelnder, konkaver Spiegel erfordern, die denen in Solaröfen ähneln.

Orbitminderung mit hochkonzentrierter Sonneneinstrahlung ist skalierbar, um die vorgegebene Ablenkung innerhalb eines Jahres auch für einen global bedrohlichen Körper ohne verlängerte Warnzeit zu erreichen.

Eine solche beschleunigte Strategie kann bei verspäteter Erkennung einer potenziellen Gefahr und bei Bedarf auch bei der Möglichkeit zusätzlicher Maßnahmen aktuell werden., Herkömmliche konkave Reflektoren sind für die hochkonzentrierende Geometrie bei einem riesigen Schattierungsraumziel, das sich vor der gespiegelten Oberfläche befindet, praktisch nicht anwendbar. Dies liegt vor allem an der dramatischen Ausbreitung der Brennpunkte der Spiegel auf das Ziel aufgrund der optischen Aberration, wenn die optische Achse nicht mit der Sonne ausgerichtet ist. Andererseits ergibt die Positionierung eines Kollektors in einem Abstand zum Ziel, der viel größer als seine Größe ist, aufgrund der natürlichen Divergenz der Sonnenstrahlen nicht das erforderliche Konzentrationsniveau (und damit die Temperatur)., Solche Haupteinschränkungen sind zwangsläufig an jedem Ort in Bezug auf den Asteroiden eines oder mehrerer nicht schattierter vorwärtsreflektierender Kollektoren. Auch bei Sekundärspiegeln wäre die Verwendung, ähnlich wie bei Cassegrain-Teleskopen, anfällig für Wärmeschäden durch teilweise konzentriertes Sonnenlicht aus dem Primärspiegel.

Um die oben genannten Einschränkungen aufzuheben, schlug V. P. Vasylyev vor, ein alternatives Design eines gespiegelten Kollektors anzuwenden – den Ring-Array-Konzentrator., Diese Art von Kollektor hat eine linsenartige Position seines Brennbereichs auf der Unterseite, die eine Abschattung des Kollektors durch das Ziel vermeidet und das Risiko seiner Beschichtung durch ausgestoßene Ablagerungen minimiert. Vorausgesetzt, die Sonneneinstrahlung Konzentration ~ 5 × 103 mal, eine Oberflächenbestrahlung von etwa 4-5 MW/m2 führt zu einer Stoßwirkung ~ 103 N. Intensive Ablation der rotierenden Asteroidenoberfläche unter dem Brennpunkt führt zum Auftreten einer tiefen „Schlucht“, die zur Bildung des austretenden Gasflusses in einen strahlartigen beitragen kann. Dies kann ausreichen, um eine 0 abzulenken.,5-km asteroid innerhalb von mehreren monaten und keine zugabe warnung zeitraum, nur mit ring-array collector größe ~ 0,5 von asteroid durchmesser. Für eine solche schnelle Ablenkung der größeren NEOs, 1,3-2,2 km, sind die erforderlichen Kollektorgrößen mit dem Zieldurchmesser vergleichbar. Im Falle einer längeren Warnzeit kann die erforderliche Größe des Kollektors erheblich verringert werden.

Mass driverEdit

Ein Massentreiber ist ein (automatisiertes) System auf dem Asteroiden, um Material in den Weltraum auszuwerfen, wodurch das Objekt langsam und stetig gedrückt wird und seine Masse verringert wird. Ein Massentreiber ist so konzipiert, dass er als sehr niedriges spezifisches Impulssystem arbeitet, das im Allgemeinen viel Treibmittel, aber sehr wenig Leistung verbraucht.

Die Idee ist, dass bei Verwendung von lokalem Material als Treibmittel die Menge an Treibmittel nicht so wichtig ist wie die Menge an Leistung, die wahrscheinlich begrenzt ist.,

Konventioneller Raketentriebwerksantrieb

Das Anbringen einer Raumfahrzeugantriebsvorrichtung hätte einen ähnlichen Effekt, einen Stoß zu geben und den Asteroiden möglicherweise auf eine Flugbahn zu zwingen, die ihn von der Erde wegführt. Ein Raketentriebwerk im Weltraum, das in der Lage ist, einen Impuls von 106 N·s (z. B. Hinzufügen von 1 km/s zu einem 1000-kg-Fahrzeug) zu übertragen, wird eine relativ geringe Wirkung auf einen relativ kleinen Asteroiden haben, der eine Masse von etwa einer Million Mal mehr hat. Das Whitepaper von Chapman, Durda und Gold berechnet Ablenkungen mit vorhandenen chemischen Raketen, die an den Asteroiden geliefert werden.,

Solche Raketentriebwerke mit direkter Kraft werden typischerweise vorgeschlagen, um hocheffizienten elektrisch angetriebenen Raumfahrzeugantrieb wie Ionenstrahlruder oder VASIMR zu verwenden.

Asteroidenlaserablationedit

Ähnlich wie bei einem Nukleargerät wird angenommen, dass es möglich ist, genügend Laserenergie auf die Oberfläche eines Asteroiden zu fokussieren, um eine Blitzverdampfung / – ablation zu verursachen, die entweder impulsiv erzeugt oder die Asteroidenmasse entfernt., Dieses Konzept, das als Asteroidenlaserablation bezeichnet wird, wurde im Whitepaper SpaceCast 2020 von 1995 „Vorbereitung auf die planetarische Verteidigung“ und im Whitepaper der Air Force 2025 von 1996 „Planetarische Verteidigung: Katastrophale Krankenversicherung für den Planeten Erde“artikuliert. Frühe Publikationen sind C. R. Phipps „ORION“ – Konzept von 1996, Colonel Jonathan W. Campbells 2000 Monographie „Using Lasers in Space: Laser Orbital Debris Removal and Asteroid Deflection „und NASA‘ s 2005 Konzept Comet Asteroid Protection System (CAPS)., Typischerweise erfordern solche Systeme eine erhebliche Menge an Strom, wie sie von einem weltraumgestützten Solarenergiesatelliten zur Verfügung stehen würden.

Ein weiterer Vorschlag ist der DE-STAR-Vorschlag von Phillip Lubin.

• Das DE-STAR-Projekt, das von Forschern der University of California, Santa Barbara, vorgeschlagen wurde, ist ein Konzept modulares solarbetriebenes 1 µm, Wellenlänge im nahen Infrarot, Laser-Array. Das Design erfordert, dass das Array schließlich ungefähr 1 km groß ist, wobei das modulare Design bedeutet, dass es in Schritten gestartet und im Weltraum zusammengebaut werden kann., In seinen frühen Stadien als kleines Array könnte es mit kleineren Zielen umgehen, Sonnensegelsonden unterstützen und wäre auch nützlich bei der Reinigung von Weltraummüll.

Andere vorschlagEdit

• Wickeln Sie den Asteroiden in eine Folie aus reflektierendem Kunststoff wie aluminisierte PET-Folie als Sonnensegel
• „Malen“ oder bestäuben Sie das Objekt mit Titandioxid (weiß), um seine Flugbahn über einen erhöhten reflektierten Strahlungsdruck oder mit Ruß (schwarz) zu ändern seine Flugbahn über den Yarkovsky-Effekt.
• Der Planetenwissenschaftler Eugene Shoemaker schlug 1996 vor, einen potenziellen Impaktor abzulenken, indem er eine Dampfwolke auf dem Weg des Objekts freisetzte und sie hoffentlich sanft verlangsamte., Nick Szabo skizzierte 1990 eine ähnliche Idee, „Cometary Aerobraking“, das Zielen eines Kometen oder Eiskonstrukts auf einen Asteroiden, und verdampfte dann das Eis mit nuklearem Sprengstoff, um eine temporäre Atmosphäre auf dem Weg des Asteroiden zu bilden.
• Coherent digger array mehrere 1 tonnen flache traktoren in der lage zu graben und vertreiben asteroiden boden masse als kohärente brunnen array, koordiniert brunnen aktivität kann treiben und ablenken über jahre.
• Anbringen einer Tether – und Ballastmasse an den Asteroiden, um seine Flugbahn durch Änderung seines Massenzentrums zu ändern.,
• Magnetflusskompression zum magnetischen Bremsen und / oder Erfassen von Objekten, die einen hohen Prozentsatz meteorischen Eisens enthalten, indem eine breite Drahtspule in ihrem Orbitalweg eingesetzt wird und wenn sie durchläuft, Induktivität erzeugt einen Elektromagneten Magnet erzeugt werden.