우리 태양계에서 작은 천체의 시체에 대한 현장 탐사는 현재 우주 탐사의 국경입니다. 이 물체들 중에서, 근처의 지구 소행성 (NEA) 인구는 우주선에 크게 접근 할 수 있으며, 대부분의 NEA에 도달하는 것은 우리 달에 도달하는 것보다 저렴합니다.
.더 흥미로운 서브 세트는 이진 소행성의 서브 세트입니다. 이들은 소행성의 최초의 천연 위성이 발견 된 1993 년 이래 인기가 높아졌다. 그 당시 NASA의 Galileo 우주선은 더 큰 동반자 243 IDA 근처에서 플라이비를 수행하면서 소행성 문단 Dactyl을 흉내 냈습니다. 지난 수십 년 동안 많은 다수의 소행성 시스템이 발견되었으며 현재 NEA의 약 16%가 바이너리 인 것으로 추정됩니다.
그러나 소행성이 왜 중요하고 왜 우리는 그들에 대해 관심을 가져야합니까? 소행성에 대한 연구는 여러 가지 이유로 관련이 있습니다. 주로, 그것은 큰 과학적 관심에 의해 동기가 부여됩니다.
이진 소행성 환경은 중력 역학을 연구하기에 이상적인 장소입니다. 태양계에서 천상의 신체가 어떻게 형성되었는지에 대한 이해와 이들이 어떻게 진화하는지에 대한 이해를 향상시킵니다. 바이너리는 정확하게 소행성 질량과 밀도를 결정할 수있는 독특한 기회를 제공합니다. 오늘날, 질량 및 밀도는 수십 개의 작은 신체 물체에 대해서만 정확하게 알려져 있습니다. 이진 시스템의 경우 위성 물체의 궤도가 측정 된 후 소행성의 질량을 정확하게 계산할 수 있습니다. 우주 공학 및 기술적 관점에서, 이들은 심한 우주 내 궤도 투시 (IOD) 실험을위한 이상적이고 저렴한 장소를 나타냅니다.
현재, 소행성에서 미네랄 자원을 추출 할 수있는 타당성을 조사하기위한 연구가 진행 중입니다. 이것은 성장하는 소행성 광부 커뮤니티와 관련이있을뿐만 아니라 미래의 우주 여행을 지원하기 위해도 관련이 있습니다. 소행성 부류의 특정 부류 내에서 풍부한 물은 미래에 행성 간 연료 스테이션 역할을 할 수 있습니다. 그러나 소행성은 과학 및 기술 개발의 기회 일뿐 만 아니라 우리 도시와 사회 공동체에 구체적인 위험을 초래합니다.
이러한 모든 문제를 제대로 해결하기 위해서는 그러한 물체의 역동적이고 물리적 특성을 연구하는 것이 매우 중요합니다. 현재, 우리는 주로 원격 설문 조사에 의존하며, 이는 이웃 소행성 인구에 대한 훌륭하지만 불완전한 데이터를 제공합니다. 따라서 데이터는 근접성 및 현장 측정을 사용하여 보완되어야합니다.
소행성에 대한 현재 계획된 우주 임무는 소규모 우주선을 사용하고 종종 과학 획득 능력을 향상시키기 위해 매우 작은 프로브를 사용합니다. 이 프로브는 일반적으로 천상의 신체의 근접성에서 방출되며 일반적으로 매우 낮은 (또는 NO) 조작 능력을 갖습니다. 방출 조작은 일반적으로 프로브가 공칭 궤도 또는 소행성 표면을 향한 착륙 경로에 직접 주입되도록 수행됩니다. 소규모 우주선을 다룰 때, 소행성과 혜성의 근접성 탐사는 현대의 천체 역학의 최신 과제 중 하나입니다.
독특하고 불규칙한 질량 분포로 인해, 그러한 천체의 중력 장은 극도로 비선형 동적 행동을 특징으로합니다. 또한 정확한 데이터가 없기 때문에 미션의 설계 단계 내에서는 큰 불확실성이 존재하며 해결 될 수 없습니다. 물체 주변의 중력장은 크게 알려지지 않았으며 모양과 회전 역학도 마찬가지입니다. 이러한 혼란스러운 환경에서 프로브의 탄도 하강은 릴리스 기동의 성공률을 극대화하고 프로브의 손실을 피하기 위해 신중하게 설계되어야합니다. 프로브의 손실을 피하거나 표면이 없거나 튀어 오르고 아스테로이드의 약한 매력을 피하면 발생할 수 있습니다.
.ESA의 Hera Mission (이전에 AIM - Asteroid Impact Mission)은 AIDA (소행성 영향 및 처짐 평가)의 일환으로 NASA의 DART (Double Asteroid Reliprection Test) Mission과의 공동 협력입니다. AIDA의 궁극적 인 목표는 작은 (2 차) 소행성에 대한 고속 동역학 영향을 통해 이진 소행성의 행성 간 궤적을 편향시킬 수있는 가능성을 평가하는 것입니다. 이 충격은 영향 전후에 신체의 특성을 연구하고 내부에 정보를 공부할 수있는 좋은 기회를 제공합니다.
이 목표에서 AIM의 작업 중 하나는 이중 정적 저주파 레이더를 사용하여 보조 내부를 스캔하는 것이 었으며, 수신기는 표면에 방출 될 작은 상자에 위치했습니다. 그런 다음 그러한 프로브의 탄도 착륙을위한 설계 솔루션을 조사하는 것이 중요합니다. 성공률은 릴리스 조건 (위치 및 속도 모두)에 크게 의존하는 것으로 나타났습니다. 가장 성공적인 솔루션은 매니 폴드 역학을 악용하여 바이너리의 3- 바디 문제와 관련된 L2 포인트와 근접한 경우 릴리스가 수행 될 때 발견됩니다. 이 경우, 1 차 소행성의 중력 인력은 탄도 하강을 안정화시키고 표면에서 튀어 나오거나 2 차 소행성을 누락 한 후 시스템을 탈출 할 가능성을 줄이는 데 사용됩니다.
.이러한 결과는 바이너리 소행성에 대한 Ballistic Landing Design이라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. . 이 작업은 ESA의 AIM 사례 연구에 중점을 두지 만 제시된 방법 및 분석은 일반적이며 모든 이진 소행성 시나리오에 적용 할 수 있습니다. 이 작품은 Politecnico di Milano의 Fabio Ferrari와 Michèle Lavagna가 수행했습니다.
