Interstellar Object Accessibility and Mission Design

要約

星間天体 (ISO) は、魅力的だがまだ探究が進んでいない天体のカテゴリーであり、太陽系の形成を理解し、惑星系外で形成された物質の組成と特性を調査するための物理実験室を提供します。
この研究では、秒速 60 km を超える速度で移動する ISO に対する深層学習主導の誘導および制御アルゴリズムなど、ISO へのフライバイ ミッションを成功させるための既存のアプローチを調査します。
我々は、一連の合成代表 ISO に合わせて宇宙船の軌道を生成し、地上活動をシミュレートしてターゲットを観察し、その状態を解明することで、遭遇に必要な巡航と接近デルタ V を決定しました。
さまざまな特性を持つ ISO へのアクセス可能性とそのミッション設計について、特に 1) 巡航中の状態共分散推定、2) 従来の航法アプローチから高速フライバイ体制のための新しい自律航法への引き継ぎ、3) 準備に関する全体的な推奨事項に焦点を当てて議論します。
これらのターゲットの将来の現場探査のために。
学んだ教訓は、長周期彗星や潜在的に危険な小惑星など、同様の特性を備えた戦術的対応が必要な他の小天体の高速飛行にも当てはまります。

要約(オリジナル)

Interstellar objects (ISOs) represent a compelling and under-explored category of celestial bodies, providing physical laboratories to understand the formation of our solar system and probe the composition and properties of material formed in exoplanetary systems. In this work, we investigate existing approaches to designing successful flyby missions to ISOs, including a deep learning-driven guidance and control algorithm for ISOs traveling at velocities over 60 km/s. We have generated spacecraft trajectories to a series of synthetic representative ISOs, simulating a ground campaign to observe the target and resolve its state, thereby determining the cruise and close approach delta-Vs required for the encounter. We discuss the accessibility of and mission design to ISOs with varying characteristics, with special focuses on 1) state covariance estimation throughout the cruise, 2) handoffs from traditional navigation approaches to novel autonomous navigation for fast flyby regimes, and 3) overall recommendations about preparing for the future in situ exploration of these targets. The lessons learned also apply to the fast flyby of other small bodies, e.g., long-period comets and potentially hazardous asteroids, which also require tactical responses with similar characteristics.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google