小惑星は、惑星よりもはるかに小さい天体です。それらは不規則な形をしており、非常に弱い重力場を持っています。小惑星周辺の宇宙ミッションは、太陽放射圧や小惑星の非球状重力場など、小さな天体の周囲で作用する大きな擾乱力が主な原因で、困難な場合があります。また、小惑星近傍運用では、探査機が小惑星に衝突したり、深宇宙に脱出したりすることを回避するため、高精度の航行が必要となります。したがって、小惑星を周回する宇宙船を配置して維持することは、非常に困難な作業になる可能性があります。しかし、なぜ小惑星がそれほど魅力的なのでしょうか?
1801 年にジュゼッペ ピアッツィが最初の小惑星 (Ceres) を発見して以来、他にも多くの同様の天体が発見されています。実際、主な小惑星帯 (火星と木星の軌道の間に大まかに位置する) には、何百万もの小さな天体が含まれています。これらのオブジェクトのいずれかが 750 万キロメートル未満の軌道を持ち、直径が 150 m を超える場合、それらは潜在的に危険な小惑星 (PHA) として分類されます。しかし、地球に衝突する危険性だけが探査の理由ではありません。採掘プロセスは、宇宙機関や民間企業にとってますます興味深い活動になっています。地球上では希少な貴重な鉱物がそのような物体から見つかるからです。さらに、科学的な動機もあります。ほとんどの小惑星には、太陽系の起源に関する情報が保存されていると考えられています。
これまでに、多くの宇宙船が小惑星を訪れ、それらの複雑な天体について有意義な情報をもたらしてきました。しかし、2008 年にプエルトリコのアレシボの電波天文学局の科学者によって発見され、2001SN263 と名付けられた小惑星の 3 つのシステムを探索した人は誰もいません。このような星系は、半径 1.25 km の中心天体 (アルファ) と、半径 0.39 km と 0.22 km の 2 つの小さな天体 (ベータとガンマ) で構成されています。ベータの公転周期は 6.23 日で、ガンマの公転周期は 0.69 日です。このようなシステムを至近距離から調査することが科学的に非常に重要になることはよく知られています。この意味で、ブラジルとロシアの宇宙機関間のパートナーシップは、小惑星 2001SN263 を探査することを目的とした ASTER ミッションを提案しました。
小惑星系の周りの宇宙操作を含むいくつかの研究は、ブラジルの研究所 INPE (国立宇宙研究所) の宇宙力学グループによって開発されました。特に、ごく最近発表された研究では、長期安定性と燃料消費の観点から、3 つの小惑星系 2001SN263 の周辺で近接運用を実行するための最適な戦略を特定する方法が示されています。この作業は、小惑星の天体に対する偏平性の影響を考慮した、ごく最近提案された回転質量双極子モデルに基づいています。その研究で答えられた基本的な質問のいくつかは次のとおりです。太陽放射圧は宇宙船のダイナミクスにどのように影響しますか?
軌道移動は、速度増分の適用による宇宙船の軌道速度の変化として定義できます。実際には、その変化は宇宙船のスラスターで達成され、推進操作と呼ばれます。ただし、理論的な分析では、通常、速度の増分が瞬間的に追加されると想定されているため、結果として得られる移動は衝動操縦と呼ばれます。 INPE で開発された研究では、バイインパルス伝達戦略と考えられていました。またはエスケープ)、その後、宇宙船を最初の位置に戻すために 2 番目のインパルスが適用されます。衝突と脱出の両方の場合の自然な軌道とバイインパルス操作。さらに、私たちの研究で提供されたグリッド マップ プロットは、ミッションの設計者が、望ましい軌道寿命を達成するために必要な推進剤の総質量を見積もるのに役立ちました。
また、結果は、面積対質量比の値が小さい車両を考慮し、特定の方向から来る日射力で衝撃的な操作を適用することを考慮して、低い燃料消費量を達成できることを示しています。私たちの研究は、3 つの小惑星系 2001SN263 の理解を深めることによって、ASTER ブラジル宇宙ミッションの概念研究チームに貴重な支援を提供してきました。
これらの調査結果は、Astrophysics and Space Science 誌に掲載された小惑星 2001SN263 の周りの軌道を維持するための衝動的操作の分析というタイトルの記事で説明されています。この作業は、ブラジルのサン ジョゼ ドス カンポスにある国立宇宙研究所のウィラー G. サントスとその同僚によって主導されました。
