具有潛在危險(xiǎn)性的小行星偏轉(zhuǎn)問(wèn)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(guò)改變小行星的原始運(yùn)行軌道,減輕小行星對(duì)地球安全所造成的威脅。目前提出的各類(lèi)小行星偏轉(zhuǎn)方法可歸為脈沖法和慢推力法兩類(lèi)。其中,脈沖法主要包括核攻擊和動(dòng)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(dòng)器、太陽(yáng)能輻射等方法。同時(shí),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(diǎn),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(lái)發(fā)展趨勢(shì)。 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,37(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【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(diǎn)：一是引力牽引航天器相對(duì)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(zhǎng)時(shí)間保持懸停狀態(tài)，而現(xiàn)有技術(shù)很難長(zhǎng)時(shí)間控制航天器接近懸停位置，對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)提出很高要求；三是航天器會(huì)受到小行星的干擾力作用，從而影響航天器正常運(yùn)行，給導(dǎo)航和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)都帶來(lái)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(gè)航天器組成編隊(duì)實(shí)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(duì)形式重新組成一個(gè)大型航天器，可提高偏轉(zhuǎn)性能[18]。3個(gè)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(yùn)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(dòng)法的基本構(gòu)想是通過(guò)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(dòng)量，進(jìn)而實(shí)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(xiàng)目中提出的一個(gè)快速、可擴(kuò)展的解決方案，圖3所示為該方法的構(gòu)想圖[28]。通過(guò)發(fā)射數(shù)以百計(jì)甚至數(shù)以千計(jì)的模塊化小型航天器（Modular Asteroid Deflection Mission Ejector Node，縮寫(xiě)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(shí)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(dòng)點(diǎn)），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(shí)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(shì)，提高生產(chǎn)效率。質(zhì)量驅(qū)動(dòng)方法的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)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(shí)間的潛在威脅小行星防御，航天器執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間有可能是數(shù)月或數(shù)年。技術(shù)需求方面涉及自主會(huì)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(duì)質(zhì)量驅(qū)動(dòng)方法，研究了對(duì)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(duì)比分析了單一航天器和多航天器著陸到小行星表面對(duì)小行星運(yùn)行速度帶來(lái)的變化，研究結(jié)果表明該方法有效，實(shí)施小行星偏轉(zhuǎn)可能需要幾年時(shí)間，但不會(huì)給小行星帶來(lái)災(zāi)難性的破壞。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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