具有潛在危險性的小行星偏轉(zhuǎn)問題不斷受到重視,多種偏轉(zhuǎn)方法被提出。小行星偏轉(zhuǎn)的主要目的是通過改變小行星的原始運行軌道,減輕小行星對地球安全所造成的威脅。目前提出的各類小行星偏轉(zhuǎn)方法可歸為脈沖法和慢推力法兩類。其中,脈沖法主要包括核攻擊和動能撞擊方法;慢推力方法包括引力牽引、激光消融、離子束引導(dǎo)、質(zhì)量驅(qū)動器、太陽能輻射等方法。同時,跟蹤最新提出的幾種偏轉(zhuǎn)方法,概括每種小行星偏轉(zhuǎn)方法的適用性及優(yōu)缺點,總結(jié)小行星偏轉(zhuǎn)關(guān)鍵技術(shù),展望小行星偏轉(zhuǎn)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢。 

【文章來源】：沈陽航空航天大學(xué)學(xué)報. 2020,37(04)

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

核彈循環(huán)投放器模擬演示圖

總結(jié)引力牽引方法的主要缺點：一是引力牽引航天器相對于小行星需有一定的質(zhì)量，才能產(chǎn)生使小行星緩慢偏轉(zhuǎn)所需的引力；二是該方法需要航天器長時間保持懸停狀態(tài)，而現(xiàn)有技術(shù)很難長時間控制航天器接近懸停位置，對推進(jìn)系統(tǒng)提出很高要求；三是航天器會受到小行星的干擾力作用，從而影響航天器正常運行，給導(dǎo)航和控制系統(tǒng)設(shè)計都帶來挑戰(zhàn)。由于單一航天器的質(zhì)量受到發(fā)射等條件的限制，可以采用多個航天器組成編隊實現(xiàn)多重引力牽引。研究表明，多航天器采用并列懸停的編隊形式重新組成一個大型航天器，可提高偏轉(zhuǎn)性能[18]。3個質(zhì)量為1 000kg的航天器共同工作10年，可使小行星Apophis偏離原始軌道155.2km，若采用單一航天器不間斷在軌運行10年，可使Apophis偏轉(zhuǎn)93.8km。1.4 激光消融/燒蝕

質(zhì)量驅(qū)動法的基本構(gòu)想是通過向目標(biāo)小行星發(fā)射航天器著陸到小行星表面，在小行星表面鉆取物質(zhì)并高速噴出，由此產(chǎn)生的反作用力可以改變小行星的動量，進(jìn)而實現(xiàn)小行星軌道偏轉(zhuǎn)。該方法是由OLDS,J.等人首次提出，作為NASA提出的“模塊化小行星偏轉(zhuǎn)彈射”項目中提出的一個快速、可擴展的解決方案，圖3所示為該方法的構(gòu)想圖[28]。通過發(fā)射數(shù)以百計甚至數(shù)以千計的模塊化小型航天器（Modular Asteroid Deflection Mission Ejector Node，縮寫為MADMEN）到小行星表面，著陸后進(jìn)行小行星表面巖石的鉆取收集，然后將巖石利用電磁炮技術(shù)高速噴射向太空。同時將MADMEN集群部署在低地球軌道以外（可能是地-月或地-日-天平動點），接收到執(zhí)行命令后迅速進(jìn)入攔截目標(biāo)小行星的軌道。采用模塊化的小航天器集群的方式實現(xiàn)小行星偏轉(zhuǎn)任務(wù)具有較好的整體可靠性，能夠充分發(fā)揮當(dāng)前航天器生產(chǎn)模式的優(yōu)勢，提高生產(chǎn)效率。質(zhì)量驅(qū)動方法的另一個優(yōu)勢在于它并不需要從地面攜帶物質(zhì)而是直接從小行星上獲取質(zhì)量，能夠有效減少有效載荷的質(zhì)量，也節(jié)省燃料，不需要攜帶大量推進(jìn)劑。該方法適用于具有充裕預(yù)警時間的潛在威脅小行星防御，航天器執(zhí)行任務(wù)的時間有可能是數(shù)月或數(shù)年。技術(shù)需求方面涉及自主會合、著陸技術(shù)、微重力自主采礦技術(shù)（鉆取技術(shù)）、大功率軌道槍技術(shù)、核能發(fā)電技術(shù)、錨定系統(tǒng)技術(shù)等[29]。Daniel等[30]針對質(zhì)量驅(qū)動方法，研究了對目標(biāo)小行星自轉(zhuǎn)速度和軌道狀態(tài)影響最小條件下的優(yōu)化偏轉(zhuǎn)方法，對比分析了單一航天器和多航天器著陸到小行星表面對小行星運行速度帶來的變化，研究結(jié)果表明該方法有效，實施小行星偏轉(zhuǎn)可能需要幾年時間，但不會給小行星帶來災(zāi)難性的破壞。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]小行星撞擊地球:遙遠(yuǎn)而現(xiàn)實的威脅[J]. 徐菁.  太空探索. 2013(05)
[5]我國對蘇梅克-列維9號慧星撞擊木星事件的觀測（英）[J]. 李啟斌,周洪楠.  天文學(xué)進(jìn)展. 1997(02)



本文編號：3603556