Kada bi mene neko pitao, manuo bih se i Meseca i Marsa i Venere, i odleteo bih na neki zanimljivi asteroid. Uostalom, čvrsto verujem da će prvo sledeće telo solarnog sistema na koje će kročiti ljudska noga u narednoj deceniji biti asteroid. Za razliku od površina planeta, sletanje na asteroid zahteva vrlo malo energije, a takođe nije potreban ni preterano složen brod. Asteroidi ove vrste se nazivaju NEO (Near Earth Objects), a zanimljivi su i iz drugog razloga, neki od njih bi mogli da se u relativno bliskoj budućnosti zabiju u Zemlju. Kako svi kažu, nije pitanje da li će, već kad će...
Neki asteroidi i komete koje su do 2018. posetile sonde. Nisu ubačene Vesta i Ceres koji su mnogo veći od Lutecije, a nije ni Arrokothkoji je 'New Horizons' posetio krajem 2018.
Za putovanje do određenih NEO-a potrebno je samo da svemirska letilica smeštena u niskoj Zemljinoj orbiti (LEO) poveća brzinu (delta-v) za manje od 4,5 km/s. Ova brojka je vrlo slična delta-v potrebnom za misiju do Mesečeve orbite. To znači, lakše je – u energetskom smislu – doći do asteroida ove vrste nego putovati oko Meseca. Stoga ne čudi da su ta tela prioritetna meta za mene i buduću misiju s posadom.
Ali postoji problem, a to je da znamo vrlo malo asteroida sa tim karakteristikama. Od 9000[1] poznatih NEO-a, samo oko 95 (1%) dostupno je manevrima čiji je Delta-V manji od 4,5 km/s, dok je prosečni delta-v potreban za posetu NEO iznosi 6,75 km/s. I što je još gore, većina je malih stena prečnika je tek nekoliko metara. Teško je opravdati skupu misiju s posadom do majušnog kamena koji pluta usred svemira.
Delta-v potreban da bi se sa LEO orbite stiglo do NEO. Većina zahteva manevre do 6-8 km/s.
NEO na osnovu njihove udaljenosti od Sunca (glavna poluosa) i ekscentriciteta orbita. Crveno su prikazani NEO kojima bi trebao niži delta-v za posetu.
Popis NEO-a kojima je za posetu potreban delta-v oko 4 km/s.
Japanski asteroid Itokawa u poređenju s Parizom...
Panorama Pariza posle mogućeg sudara... A Itokawa nije među najvećima.
Kao da to nije dovoljno, orbite mnogih od ovih NEO-a slabo su poznate i potrebno je više promatranja kako bi se pročistile njihove efemeride, ali je još važnije što moramo da otkrijemo nove obližnje asteroide koje bi mogle da posete misije s posadom. No, otkrivanje NEO-a nija baš lako. Zbog svoje blizine, većina njih provodi veći deo svog vremena u blizini Sunca kada se gleda sa Zemljine površine.
Određene procene sugerišu da bi moglo da postoji do stotinu hiljada NEO promera većeg od 140 metara, ali postoji samo 107 asteroida promera većeg od 140 metara do kojih je moguće doći manevrima delta-v manjim od 4,5 km/s. Prioritet bi stoga trebao biti otkrivanje i izračunavanje putanja ovih 107 tela. Podaci sa infracrvenog teleskopa WISE ili iz studija sličnih Pan-STARRS-1 omogućiće nam da sa većom preciznošću procenimo NEO populaciju u narednim godinama, iako bi bilo idealno lansirati kosmičku opservatoriju i smestiti je u blizini orbite Venere (0,7 AJ) koja bi bila u stanju da ih otkriva.
Izgled i orbita opservatorije 'NEO Survey'.
Mogući izgled infracrvene opservatorije 'NEO Survey'.
No, pristojna veličina i blizina Zemljine orbite nisu jedini zahtevi koje NEO mora da zadovolji da bi ljudi mogli da ga posete. Period rotacije je takođe jedan od ključnih faktora. Ti asteroidi, koji se vrlo brzo vrte, bili bi nesigurne mete u smislu bezbednosti, a problem je što se manji asteroidi obično okreću brže od velikih. Njihov oblik i pomeranje ose rotacije – precesija – drugi su faktori koje treba uzeti u obzir.
Takođe treba uzeti u obzir ima li asteroid bilo kakav 'mesec' – veličine stene – koji bi mogao da utiče na letilicu tokom manevra približavanja. Druga opasnost bio bi led koji bi mogao da postoji ispod površne regolita. Razlika između komete i asteroida vrlo je suptilna (prilično nepostojeća) i sublimacija tih isparljivih sastojaka bi mogla da predstavlja problem misiji s posadom.
Brod 'Orion'/MPCV mogao bi da je iskoristi za posetu nekim NEO bez mnogo prepravki.
Naravno, ako povećamo dopušteni delta-v, imali bismo pristup većem broju NEO-a svih veličina. Maksimalno održivi delta-v za misiju na asteroid obično se nalazi na 9 km/s, što je potrebno za misiju na Mars. Ako nam treba veći delta-v, nema puno smisla slati misiju s posadom kad bismo s tom energijom mogli da otputujemo na Crvenu planetu, mnogo poželjniji cilj.
Definitivno, vrlo je lako otputovati do obližnjih asteroida, ali za sada znamo samo za nekolicinu održivih ciljeva. Prilično paradoksalno...
Obližnji asteroidi koje bi mogao da poseti 'Orion' pre 2030. Hoće li Kinezi imati svoj plan?
Popis osam obližnjih asteroida dostupnih misiji 'Orion' / MPCV s posadom. Njihov broj se može povećati u narednim godinama (Lockheed-Martin).
Reference:
- Ultra-low Delta-V objects and the human exploration of asteroids, Martin Elvis et al. (ArXiV, May 20, 2011).
- NEO Survey: An Efficient Search for Near-Earth Objects by an IR Observatory in a Venus-like Orbit, Reitsema et al.
- Strengthening US Exploration Policy via Human Expeditions to Near-Earth Objects, Jones et al.
- Near-Earth Asteroid Delta-V for Spacecraft Rendezvous.
- Visiting asteroids with Orion.
- Traveling to an asteroid with NASA's new rocket.
[1] Zapravo, ukupno ih je poznato 25.998, ali samo 889 je veće od 1 km a 9663 veće od 140 metara.
, 
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
