MIT科学家提出利用太阳“弹弓”技术帮助航天器拦截星际天体

发表于 5年以前 | 总阅读数：680 次

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当2017年Oumuamua经过时，这是一个真正的历史性事件：这是天文学家首次探测到一个来自星际空间的天体进入太阳系。它以双曲轨道飞行，在飞过内星系后返回外星系，一去不返。当它这样做的时候，世界各地的天文台都在关注着这个天体，让科学家们第一次近距离地瞥见了一个并不属于我们太阳系的天体。

然而，他们有任何时间来计划派遣飞船访问Oumuamua。更糟糕的是，这样的任务将面临重大的技术挑战。其中最重要的是，需要一个巨大的火箭，以达到超越天体所需的速度。

"从地球上观测星际天体有很多基本的挑战--它们通常非常小，以至于来自太阳的光需要以某种方式照亮它，我们的望远镜甚至要探测到它，"麻省理工学院航空与天文学系（AeroAstro）助理教授Linares Richard Linares说。"而且它们的飞行速度非常快，我们很难在它消失之前的这个小小的机会之窗里，从地球上发射一次任务。我们必须快速到达那里，而目前的推进技术是一个限制因素。"

Linares公司开发了一种替代传统空间飞行任务的概念，其形式为 "与星际天体交会对接的动态轨道弹弓"。被选为美国宇航局创新先进概念（NIAC）计划中的第一阶段研究，其想法不是将航天器置于围绕太阳的轨道上，而是恰恰相反。

当发射深空任务时，实际发生的是火箭将航天器从地球轨道转移到另一个轨道上。这需要大量的能量，需要精确的时间和计算，以确保探测器和目标在同一时间到达同一地点。

Linares提出的是发射 "静态卫星"，一旦从地球上发射，这些卫星将利用经过精心计算的质量与面积比的太阳帆，移动到太阳系的边缘，并在一个巨大的圆圈内定位。而这些不会绕着太阳运行。相反，太阳帆会将航天器的速度降低到零。然后太阳帆就会像风筝一样，平衡太阳风的压力和太阳的引力，让它悬停在一个地方。

这个想法是说，静态卫星在外侧的轨道上等待。如果发现了一颗星际天体，在一个计算好的时刻，被选中的卫星会卷起帆，向着太阳坠落，在飞行过程中，它的速度会变得非常快。然后它将进入一个弹弓式的轨迹，使它能够超越并与星际天体交会。然后，静态卫星将部署一个立方体卫星，在星际天体轨道上无限期地运行。

“近距离研究一个星际天体，将彻底改变我们对行星形成和演化的理解，”地球、大气和行星科学系行星科学教授本Benjamin Weiss说，他正在与Linares和麻省理工学院的其他教师一起开发这个概念。“这是第一次，我们可以获得对其他太阳系的大体成分的敏感测量。我们还可以了解到天体在太阳系之间的转运速度和普遍性，这将告诉我们星际生命转移的可行性。”

根据麻省理工学院的说法，Linares和其他研究人员将在接下来的9个月内研究这一概念的可行性、性能以及潜在的任务会是什么样子。