さまざまな衝突回避技術は、全体的なパフォーマンス、コスト、故障リスク、運用、技術準備などのメトリックに関して異なるトレードオフを持っています。 小惑星/彗星の進路を変えるための様々な方法があります。これらは、緩和のタイプ（偏向または断片化）、エネルギー源（運動、電磁、重力、太陽/熱、または核）、およびアプローチ戦略（傍受、ランデブー、または遠隔ステーション）などのさまざまなタイプの属性によって区別することができる。,
戦略は二つの基本的なセットに分類されます：断片化と遅延。 断片化は、インパクターを断片化し、破片を散乱させて地球を逃したり、大気中で燃え尽きるほど小さくすることによって、インパクターを無害にすることに集中しています。 遅延は、地球とインパクターの両方が軌道上にあるという事実を悪用します。 衝突は、両方が同時に空間内の同じポイントに到達したとき、またはより正確には、インパクタが到着したときに地球の表面上のあるポイントがインパクタの軌道と交差するときに発生します。 地球の直径はおよそ12,750kmであり、およそ移動しているためである。, その軌道で毎秒30キロメートル、それは約425秒で一つの惑星の直径の距離を移動します、またはわずかに七分以上。 この大きさの時間だけインパクターの到着を遅らせたり、進めたりすると、インパクターの正確な形状に応じて、インパクターが地球を逃す原因となります。
衝突回避戦略は、直接的または間接的のいずれかと見なすことができ、それらが物体にエネルギーをどれだけ速く伝達するかにおいても見ること 核爆発物、または運動的衝撃のような直接的な方法は、火球の進路を急速に傍受する。, 彼らは一般的に時間とお金で少ないコストであるため、直接の方法が好まれます。 従って効果は即時であるかもしれ貴重な時間を救います。 これらの方法は、短期および長期の脅威に対して有効であり、直接押すことができる固体物体に対して最も効果的であるが、運動衝撃体の場合、大きな緩く凝集した瓦礫の杭に対してはあまり有効ではない。 重力トラクター、ロケット、マスドライバーなどの間接的な方法は、はるかに遅いです。, それらは、物体に移動し、宇宙ランデブーのために180度まで進路を変え、それから地球を逃すので、小惑星の進路をちょうど十分に変えるのにはるかに多くの時間をかけることを必要とします。
多くのNEOsは、重力によって緩くまとまっているだけの”飛んでいる瓦礫の山”であると考えられており、典型的な宇宙船サイズのキネティックインパクターの偏向の試みは、 小惑星が断片に分割された場合、35メートルを超える断片は大気中で燃え尽きることはなく、それ自体が地球に影響を与える可能性があります。, このような爆発から生じる可能性のある何千ものバックショットのような断片を追跡することは非常に困難な作業であろうが、断片化は何もしないよりも好ましく、ショットとワックススラグに似ているもともと大きな瓦礫の体が地球に衝撃を与えることを可能にする。,
2011年から2012年にかけて行われたCieloシミュレーションでは、エネルギー供給の速度と量が十分に高く、核爆発に続くように瓦礫の山の大きさに一致していたため、エネルギー供給のパルスが供給された後に生成された小惑星の断片は、再合体化の脅威（小惑星イトカワの形状を持つものを含む）をもたらさず、代わりに親体からの脱出速度（イトカワの場合は約0.2m/s）を急速に達成し、地球衝撃軌道から移動することが示された。,
核爆発装置
1952年のアイビー-マイク試験で使用されたように、ヘリウムの分圧で満たされた以前のパイプと同様に、1954年のキャッスル-ブラボー試験も同様に、これらの初期の熱核装置によって生成されたx線と中性子のタイミングとエネルギーをよりよく定義し、定量化するために、見通し線（LOS）パイプを装備した。—– この診断作業の成果の一つは、真空線を通る高エネルギー x線と中性子の輸送のこのグラフィック描写、いくつかの2つの結果をもたらした。,長さ3キロメートル、するとそれは”ステーション1200″ブロックハウスで固体を加熱し、それによって二次火球を生成しました。
脅威にさらされる天体の表面の上、上、またはわずかに下に核爆発装置を開始することは、オブジェクトの組成とサイズに依存して最適な爆発の高さで、潜在的な偏向オプションである。 それは影響の脅威を軽減するために全体のNEOが蒸発するように要求しない。, “瓦礫の山”からの侵入の脅威の場合には、スタンドオフ、または表面構成上の爆発の高さは、瓦礫の山の潜在的な破壊を防ぐための手段として出され, 爆発によって放出されたエネルギー中性子と軟X線は、物質にかなり浸透しないが、物体の表面物質に遭遇すると熱熱に変換され、物体の視線露出された表面積をすべて浅い深さまで蒸発させ、それが加熱された表面物質を噴出物に変え、化学ロケットエンジンの排気からの噴出物に類似して、速度を変化させるか、または”ナッジング”、反応によって物体を進路から外し、ニュートンの第三法則に従って、噴出物を一方向に進ませ、推進される物体を持つ。もう一方では。, 爆発装置のエネルギーに応じて、小惑星の気化した大量噴出物の高速によって生じるロケット排気効果と、物体の質量のわずかな減少と相まって、地球を逃すように物体の軌道に十分な変化をもたらすであろう。
緊急対応のためのハイパーベロシティ小惑星軽減ミッション（HAMMER）が提案されている。,
スタンドオフアプローチ編集
物体が非常に大きいが、まだ緩く保持された瓦礫の山である場合、解決策は、潜在的に緩く保持された物体を破壊しないように、小惑星の表面から20メートル（66フィート）以上のスタンドオフ高さで、小惑星と一緒に一つまたは一連の核爆発装置を爆発させることである。, コンピュータシミュレーションとZマシンの熱X線パルスにさらされた隕石からの実験的証拠によると、このスタンドオフ戦略が十分に前もって行われたことを前提として、十分な数の核爆発からの力は、衝突を避けるのに十分な量の物体の軌道を変更するであろう。
1967年、マサチューセッツ工科大学のポール-サンドルフ教授の下で大学院生は、地球への仮説的な18ヶ月の遠い衝突を1.4キロメートル幅（0.,87mi)小惑星1566イカルス(Icarus)は、地球に定期的に接近し、時には16の月の距離に近い天体である。 時間枠内で小惑星の組成に関する限られた物質的知識を持つタスクを達成するために、可変スタンドオフシステムが考案されました。, これは迎撃コースで送られた多数の改良されたサターンVロケットを使用し、100メガトンのエネルギー範囲で一握りの核爆発装置を作成したであろう-偶然にも、ソビエトのツァール—ボンバの最大収量は、ウラン改ざんが使用されていた場合であったであろう—各ロケットビークルのペイロードとしてであったであろう。 このデザイン研究は後にProject Icarusとして出版され、1979年の映画Meteorのインスピレーションとなった。,
2007年に行われたnasaの偏向選択肢の分析によると、
核スタンドオフ爆発は、この研究で分析された非核選択肢よりも10-100倍効effectiveであると評価されている。 核爆薬の表面または表面下の使用を含む他の技術は、より効率的かもしれないが、彼らはターゲットNEOを破壊するリスクが高まる。 それらはまたより高い開発および操作の危険を運ぶ。,
同じ年、NASAは小惑星アポフィス（直径300メートルまたは1,000フィート）が瓦礫の山密度（1,500kg/m3または100lb/cu ft）がはるかに低く、したがって現在知られているよりも低い質量を持つと仮定した研究を発表し、研究では2029年の地球との衝突軌道にあると仮定した。 これらの仮説的な条件下では、報告書は、”クレードル宇宙船”が地球の衝突からそれを逸らすのに十分であると判断します。, この概念的な宇宙船には、b83物理パッケージが含まれており、それぞれが最大1.2メガトンの収率でセットされ、2020年代にアレスVビークルによって束ねられ、それぞれのB83は100メートルまたは330フィート（スタンドオフとして”物体の直径の1/3″）の高さで小惑星の表面を爆発させるためにフュージョンされている。 この研究の結果は、このオプションの単一の雇用は、”影響の前に二年のNEOsをそらすことができ、少なくとも五年の警告でより大きなNEOsをそらすことが, これらの有効性の数値は、その著者によって”保守的”であると考えられており、b83デバイスの熱X線出力のみが考慮され、中性子加熱は計算の容易さのために無視された。,
Surface and subsurface useEdit
この初期の小惑星リダイレクトミッションのアーティストの印象は、比較的小さな天体を捕獲し、それらを使用することによって大きな脅威の天体の軌道を変える別の方法を示唆している。253マチルドは衝撃エネルギーを放散することができます。,
2011年、アイオワ州立大学の小惑星偏向研究センターのディレクターであるボン-ウィー博士（以前にkinetic impactor deflection studiesを発表していた）は、地球衝突までの時間が一年未満のときに直径50-500メートル（200-1,600フィート）の物体を扱うことができる戦略を研究し始めた。 彼は、必要なエネルギー、核爆発、または同じ電力を供給できる他のイベントを提供することは、これらの時間制約内で非常に大きな小惑星に対して働くことができる唯一の方法であると結論付けました。,
この研究は、キネティックインパクターを組み合わせた概念的なHypervelocity Asteroid Intercept Vehicle（HAIV）を作成し、その初期クレーター内にフォローアップ表面下の核爆発のための初期クレーターを作成し、爆発で放出された核エネルギーを小惑星への推進エネルギーに変換する際に高い効率を生み出すことになった。,
同様の提案は、キネティックインパクターの代わりに表面爆発核装置を使用して最初のクレーターを作成し、次にクレーターをロケットノズルとして使用して次の核爆発をチャネル化することになる。
2014年のNASA Innovative Advanced Concepts（NIAC）カンファレンスで、Wieと彼の同僚は、”我々は、ベースラインコンセプトを使用して、任意の範囲の警告で小惑星の影響の脅威を軽減できるソリューションを持っている”と述べた。,”例えば、彼らのコンピュータモデルによると、30日の警告時間で、300メートル幅（1,000フィート）の小惑星は、破壊された物体の質量の0.1％未満で、単一のHAIVを使って中和される可能性があり、比較すると許容できる以上のものになるでしょう。
2015年現在、Wieはデンマークの緊急小惑星防衛プロジェクト（EADP）と協力しており、最終的には非核HAIV宇宙船を惑星保険として設計、建設、保管するのに十分な資金をクラウドソーシングする予定である。, 非核HAIVアプローチによって効果的に偏向されるには大きすぎるおよび/または地球衝撃に近すぎる小惑星を脅かすために、核爆発装置（スタンドオフ戦略に使用されたものよりも爆発収量の5％を有する）は、それを必要とする条件が生じたときに、国際的な監督の下で交換されることが意図されている。
Comet deflection possibilityEdit
1994年のシューメーカー-レヴィ9彗星の木星との衝突に続いて、エドワード-テラーはアメリカ合衆国の集団に提案した。, そして、1995年にローレンス-リバモア国立研究所（LLNL）で行われた惑星防衛ワークショップで、ロシアの元冷戦兵器設計者は、直径0.62マイルの小惑星の運動エネルギーに相当するワンギガトン核爆発装置を設計するために協力している。 理論的なワンギガトン装置の重量は約25-30トンで、エネルギアロケットで持ち上げられるのに十分な軽さであった。 これは、瞬時に一キロメートル（0.62mi）の小惑星を蒸発させ、絶滅イベントクラスの小惑星（10キロメートル以上または6）の経路をそらすために使用することができる。,数ヶ月の短い通知の中で直径2マイル）。 一年の通知で、そして木星よりも近くない遮断位置で、それはまた、カイパーベルトから出てくると二年以内に地球軌道を通過することができ、さらに稀な短い周期com星に対処することができます。 このクラスの彗星では、最大推定直径100キロメートル(62mi)の場合、カロンは仮説上の脅威として機能しました。
2013年、米国とロシアの関連する国立研究所は、小惑星からの防衛に協力する意図を含む契約に署名しました。,
Present capabilityEdit
April2014GAOレポートによると、NNSAは、地球結合小惑星に対する惑星防衛におけるそれらの使用についての上級レベルの政府評価を保留している不確定な状態で缶詰のサブアセンブリ（Csa-nuclear secondary stage）を保持していると指摘している。”2015年度予算要求では、NNSAは、nine-megaton B53部品の分解が”遅れた”と指摘し、一部の観測者は、潜在的な惑星防衛目的のために核弾頭Csaが保持されている可能性があると結論づけた。,
LawEdit
核爆発装置の使用は国際的な問題であり、宇宙の平和的利用に関する国連委員会によって対処される必要があります。 1996年の包括的核実験禁止条約では、宇宙における核兵器を技術的に禁止している。, しかしながら、その天体が地球に衝突するのを防ぐことを唯一の目的として、脅迫的な天体との傍受によってのみ爆発させられる核爆発装置は、宇宙の非平和的な使用とみなされること、または地球への衝撃を軽減するために送られた爆発装置は、生命に害を及ぼすのを防ぐために明示的に設計されており、”武器”の分類に該当することはありそうもない。,
Kinetic impactEdit
宇宙船や他の地球近傍天体などの大きな物体の衝突は、保留中のNEO衝突に対するもう一つの可能な解決策である。 地球の近くに高い質量を持つ物体は、小惑星との衝突コースに送り出され、コースからそれをノックアウトすることができます。,
小惑星がまだ地球から遠いとき、小惑星を偏向させる手段は、宇宙船と小惑星を衝突させることによってその運動量を直接変えることです。
2007年に行われた偏向の代替案に関するNASAの分析では、
非核速度論的インパクターは最も成熟したアプローチであり、いくつかの偏向/緩和シナリオ、特に単一の小さな固体からなるNEOsに対して使用することができる。,
欧州宇宙機関（ESA）は、2020年までの二つの宇宙ミッションの予備設計を研究しており、アイーダ（旧ドン-キホーテ）と命名されており、飛行した場合、彼らは最初の意図的な小惑星偏向ミッションになるでしょう。 ESAのAdvanced Conceptsチームはまた、小惑星に衝突するために一トン未満の重量を量る単純な宇宙船を送ることによって99942アポフィスの偏向が達成できることを理論的に実証している。, トレードオフ研究の中で、主要な研究者の一人は、”kinetic impactor deflection”と呼ばれる戦略が他のものよりも効率的であると主張した。
欧州連合のNEOShield-2ミッションでは、主にキネティックインパクター緩和法の研究も行っています。 キネティックインパクター緩和法の原理は、ネオまたは小惑星がインパクター宇宙船からの衝撃に続いて偏向されることである。 インパクターは10km/s（36,000km/h;22,000mph）以上の非常に高速でNEOに衝突するため、運動量移動の原理が使用されます。, インパクターの運動量はNEOに移され、速度の変化を引き起こし、したがってそれはそのコースからわずかに逸脱する。
2018年半ばの時点で、AIDAミッションは部分的に承認されています。 NASAのダブル-アステロイド-リダイレクト-テスト（Dart）は、フェーズC（詳細定義）に入った。 目標は、180メートル（590フィート）の地球近傍小惑星65803Didymosの小惑星月に衝突することであり、Didymoonというニックネームが付けられています。, この衝突は、Didymosが地球に比較的近くにある2022年に発生し、地球ベースの望遠鏡と惑星レーダーがこのイベントを観察することができます。 衝突の結果は、地球から測定できるほど十分な量だけ、ディディムーンの軌道速度、したがって軌道周期を変化させることになります。 これは、将来的に積極的な緩和を必要とする可能性が最も高いサイズの小さな200メートル（660フィート）の小惑星の軌道を変更することが可能であることを初めて示すでしょう。, AIDAミッションの第二部であるESA HERA宇宙船は、フェーズB（予備的な定義）に入り、2019年にESA加盟国の承認が必要です。 承認されれば、2024年にDidymosシステムに到達し、Didymoonの質量とその身体への影響の正確な効果の両方を測定し、AIDAミッションを他のターゲットに外挿すること,
Asteroid gravity tractorEdit
爆発的な偏向のもう一つの選択肢は、時間の経過とともに小惑星をゆっくりと移動させることです。, 小さいながらも一定の推力が蓄積して、物体をそのコースから十分に逸脱させます。 Edward T.LuとStanley G.Loveは、小惑星の上にホバリングする巨大な無人宇宙船を使用して、小惑星を重力で非脅威軌道に引っ張ることを提案しました。 両方の物体は互いに重力によって引っ張られているが、宇宙船は例えばイオンスラスターによって小惑星に向かう力に対抗することができるので、正味の効果は小惑星が宇宙船に向かって加速され、その軌道からわずかに偏向されることである。, この方法は遅いが、小惑星の組成やスピン速度に関係なく働くという利点があり、瓦礫の山小惑星は核爆発によって偏向することが困難であり、押し込み装置は速く回転する小惑星に取り付けるのが難しいか非効率的である。 重力トラクターは、おそらく効果的であるために小惑星の横に数年を費やす必要があります。,
2007年に行われた偏向の代替案のNASAの分析は、次のように述べている：
“スロープッシュ”緩和技術は最も高価であり、技術的な準備レベルが最も低く、脅迫的なNEOへの移動とそらす能力は、何年から数十年のミッション期間が可能でない限り制限される。
イオンビームshepherdEdit
別の”非接触”小惑星偏向技術は、C.BombardelliとJによって提案されています。,マドリード工科大学のペラエス。 この方法は、近くのホバリング宇宙船から小惑星に向けられた低発散イオンスラスタを使用することを含む。 小惑星表面に到達するイオンによって伝達される運動量は、重力トラクターと同様の方法で小惑星をそらすことができる遅いが連続的な力を生成するが、より軽い宇宙船である。
Focused solar energyEdit
H.J.MeloshとI.V.Nemchinovは、太陽エネルギーを表面に集中させて物質の蒸発による推力を作り出すことによって、小惑星または彗星を偏向させることを提案した。, この方法は、最初に太陽炉で使用されるものと同様の大きな収集、凹面鏡のシステムを有する宇宙ステーションの建設を必要とするであろう。
高度に濃縮された太陽光による軌道軽減は、警告時間を延長することなく、世界的に脅かされる身体であっても、一年以内に所定の偏向を達成するためにスケーラブルである。
このような急いだ戦略は、潜在的なハザードの後期検出の場合には局所的になり、必要に応じて追加の行動の可能性を提供することができる。, 従来の凹面反射器は，鏡面の前に位置する巨大なシャドウイング空間ターゲットの場合，高集中幾何学には事実上適用できない。 これは主に、光軸が太陽と整列していないときの光学収差によるターゲット上のミラーの焦点の劇的な広がりによるものです。 一方、そのサイズよりもはるかに大きいターゲットまでの距離での任意のコレクタの位置は、太陽線の自然な発散のために必要な濃度レベル（したがって、温度）をもたらさない。, このような主な制限は、一つまたは多くの影のない前方に反射するコレクターの小惑星に関する任意の場所で必然的にあります。 また、二次鏡を使用する場合、カセグレン望遠鏡に見られるものと同様に、一次鏡からの部分的に集中した日光によって熱損傷を受けやすい。
上記の制限を取り除くために、V.P.Vasylyevは、ミラーコレクタの代替設計、すなわちリングアレイコンセントレイを適用することを提案した。, このタイプのコレクターにターゲットによってコレクターの影を避け、出された残骸によってコーティングの危険を最小にする焦点区域の下側のレンズそ 太陽光濃度が-5×103倍であれば、約4-5MW/m2の表面放射照度は-103Nを突き出す効果をもたらす。 これは0を偏向させるのに十分であるかもしれない。,数ヶ月以内に5キロの小惑星と追加警告期間なし、唯一の小惑星の直径のリングアレイコレクタサイズ-0.5を使用しています。 より大きいNEOs、1.3-2.2kmのそのような敏速な偏向のために、必須のコレクターのサイズはターゲット直径と対等である。 より長い警告時間の場合には、コレクターの必須のサイズはかなり減るかもしれません。
革新的なリングアレイソーラーコレクタを使用して小惑星の偏向のアーティストの印象。,
マスドライバー
マスドライバーは、小惑星の（自動化された）システムであり、物質を宇宙に排出し、物体にゆっくりと安定したプッシュを与え、その質量を減少させる。 マスドライバーは、一般的に多くの推進剤を使用するが、非常に少ない電力を使用する非常に低い比推力システムとして動作するように設計されてい
アイデアは、推進剤として局所材料を使用する場合、推進剤の量は、限られる可能性が高いパワーの量ほど重要ではないということです。,
従来のロケットエンジン編集
任意の宇宙船の推進装置を取り付けることは、おそらく地球から離れてそれを取る軌道に小惑星を押し付けるという同様の効果をもたらすでしょう。 106N·sのインパルスを与えることができる宇宙ロケットエンジン（例えば、1km/sを1000kgの車両に追加する）は、質量がおよそ百万倍以上の比較的小さな小惑星に対して比較的小さな影響を与えるでしょう。 Chapman、Durda、およびGoldの白書は、小惑星に届けられた既存の化学ロケットを使用して偏向を計算します。,
このような直接力ロケットエンジンは、典型的には、イオンスラスタまたはVASIMRのような高効率の電気駆動宇宙船推進を使用することが提案されている。
Asteroid laser ablationEdit
核装置の効果と同様に、小惑星の表面に十分なレーザーエネルギーを集中させて、フラッシュ蒸発/アブレーションを引き起こすことが可能であると考えられている。, 小惑星レーザーアブレーションと呼ばれるこの概念は、1995年のSpaceCast2020白書”惑星防衛の準備”と1996年のAir Force2025白書”Planetary Defense：惑星地球のための壊滅的な健康保険”で明確に 初期の出版物には、1996年のC-R-フィップス”オリオン”コンセプト、ジョナサン-W-キャンベル大佐の2000年のモノグラフ”Using Lasers in Space:Laser Orbital Debris Removal and Asteroid Deflection”、NASAの2005年のコンセプトComet Asteroid Protection System(CAPS)などがある。, 典型的には、そのようなシステムは、宇宙ベースの太陽光発電衛星から利用可能であろうような、かなりの量の電力を必要とする。
もう一つの提案は、Phillip LubinのDE-STAR提案です。
- カリフォルニア大学サンタバーバラ校の研究者によって提案されたDE-STARプロジェクトは、モジュラーソーラーパワー1μm、近赤外波長、レーザーアレイの概念です。 この設計では、アレイのサイズは最終的に約1km平方され、モジュール設計では増分で打ち上げられ、宇宙で組み立てられることが求められています。, 小さなアレイとしての初期の段階では、より小さなターゲットに対処し、ソーラーセイルプローブを支援し、スペースデブリの清掃にも役立ちます。
その他のproposalsEdit
ソーラーセイルのNASAの研究。 セイルの幅は0.5キロメートル（0.31mi）である。,
- 小惑星をソーラーセイルのようなアルミニウム化PETフィルムのような反射プラスチックのシートに包む
- “塗装”または二酸化チタン（白）で物体を散布して反射放射圧を増加させることによって軌道を変えるか、またはヤルコフスキー効果によって軌道を変えるために煤（黒）で軌道を変える。
- 1996年に惑星科学者ユージン-シューメーカーは、物体の経路に蒸気の雲を放出し、うまくいけば穏やかに減速させることによって、潜在的なインパクターを偏向させることを提案した。, 1990年にニック-サボは、彗星や氷を小惑星に衝突させ、核爆発で氷を気化させて小惑星の経路に一時的な大気を形成するという同様のアイデア”彗星エアロブレーキング”をスケッチした。
- コヒーレントディガーアレイ複数の1トンフラットトラクターコヒーレントな噴水アレイとして小惑星の土壌質量を掘ると追放することができ、協調噴水
- 小惑星にテザーとバラストの質量を取り付けて、質量の中心を変えることによって軌道を変えます。
- 小惑星の軌道を変えます。,
- 磁束圧縮は、その軌道経路にワイヤの広いコイルを展開することによって、磁気ブレーキおよびまたはキャプチャするために、それが通過するとき、インダクタンスが生成される電磁石ソレノイドを作成します。