science
Les fusées chimiques ou les voiles solaires sont-elles meilleures pour le retour des ressources que les astéroïdes ?
Si et quand nous lançons l’industrie minière d’astéroïdes au large de la Terre, l’une des décisions les plus importantes à prendre dans la structure de toute mission d’extraction d’astéroïdes sera de savoir comment récupérer les ressources là où se trouvent toutes nos autres infrastructures – quelque part autour de la Terre. Cette décision se concentrera généralement sur l’une des deux méthodes de propulsion – les fusées chimiques, comme celles que nous utilisons déjà pour nous emmener dans l’espace en premier lieu, ou les voiles solaires, qui bien que plus lentes et incapables de nous transporter en orbite, ne le font pas. ne nécessite aucun carburant. Alors, quelle est la meilleure méthodologie de propulsion pour ces futures missions ? Une étude menée par des chercheurs de l’Université de Glasgow a examiné ces deux scénarios et a proposé une réponse claire : des voiles solaires.
Pour répondre à ces types de questions théoriques, il est nécessaire d’imposer des limites aux réponses. Par exemple, il y a des milliards d’astéroïdes dans le système solaire, il est donc réaliste de ne regarder que ceux connus sous le nom d’astéroïdes proches de la Terre (NEA). Mais même ainsi, il existe plus de 30 000 NEA connus. C’était impossible pour l’auteur principal Merrill Vergig, qui avait un doctorat à l’époque. Une étudiante universitaire et ses collègues calculent les chemins optimaux pour chacun d’eux.
Ils ont donc divisé la zone autour de la Terre en paramètres orbitaux généraux : distance du demi-axe principal, excentricité et inclinaison. Avec ces trois paramètres, il est plus facile d’avoir une idée de ce à quoi ressemblerait l’orbite de transit d’un astéroïde donné dans cette région de l’espace, dont certains seront très proches de la Terre sur sa trajectoire orbitale.
D’autres contraintes étaient également nécessaires, comme calculer uniquement le coût et les avantages du retour des matériaux de l’astéroïde, et non exploiter l’astéroïde lui-même. L’acquisition et l’installation d’équipements miniers à cet endroit ont été considérées comme sortant du cadre de cet article. De plus, il doit y avoir un temps d’attente sur l’astéroïde lui-même pour que la mission de retour ait le temps de s’approvisionner en matériel qu’elle transportera.
Cette substance était, de ce fait, volatile. Les volatils, tels que l’eau, ont été au centre des discussions sur l’exploitation minière des astéroïdes, car ils constituent la base du carburant de fusée qui serait nécessaire pour l’exploration loin dans le système solaire et coûterait beaucoup d’argent à extraire de la Terre elle-même. De plus, les fusées chimiques peuvent alors utiliser certains de ces volatils comme leur propre carburant pour retourner dans le système terrestre.
Quelques contraintes sont mises en place, notamment le retour des volatils en orbite géostationnaire (GEO), certaines hypothèses sur les coûts de lancement basées sur les coûts prévus pour le Starship et la détermination d’une métrique si importante pour les études économiques : la valeur actuelle nette (NPV). La VAN est le score par rapport auquel les solutions seront jugées et sur la base de divers facteurs calculés. Ceux-ci incluent une variété de coûts, tels que le coût de lancement, le coût de développement, le coût de fabrication et le coût opérationnel. Les revenus seront calculés sur la base de la valeur attendue des matières volatiles livrées en orbite. Lorsque les revenus dépassent le coût de la mission, la VAN devient positive, ce qui dans ce cas indique si une mission vers un astéroïde dans cette région en vaut la peine.
Pour faire cette détermination, les auteurs ont utilisé une technique appelée algorithme génétique pour résoudre un problème d’optimisation. Essentiellement, ils ont donné à l’algorithme un ensemble de paramètres, tels que la mécanique orbitale, les masses des engins spatiaux et la quantité de volatils renvoyés, et ont demandé à l’algorithme d’optimiser cette VAN très importante. Le résultat de l’algorithme était très clair – les voiles solaires ont des VAN positives pour une variété de régions dans l’espace proche de la Terre.
Cela était principalement dû à certaines des faiblesses des missiles chimiques. Ils ont dû utiliser certains des matériaux qui ont été rendus pour retourner à GEO. Et bien que leur temps d’orbite de transfert ait été plus court, un autre facteur de la VAN, le taux d’actualisation, qui diminue la valeur attendue d’une ressource plus elle est vendue à l’avenir, ne prend pas assez de valeur sur ce qu’un solaire la voile peut revenir. Mettez-la à égalité avec le missile chimique.
Il existe encore des zones de l’espace proche de la Terre où même les voiles solaires n’ont pas été rentables. Les auteurs suggèrent donc que les futurs mineurs d’astéroïdes examinent les astéroïdes dans les zones spécifiques qu’ils décrivent comme rentables s’ils recherchent leur premier site minier majeur. De plus, les chercheurs ont apporté quelques modifications à leur structure de mission de base d’origine, comme s’arrêter à la porte de la Lune, ajouter un deuxième vol et exécuter une série de simulations variables, appelées simulations de Monte Carlo, qui testeraient l’étendue de ces opérations. . Divers régimes étaient rentables.
L’ajout d’un deuxième vol et d’un arrêt à Lunar Gateway au lieu de GEO a ajouté une valeur significative à chaque type d’ingénierie de mission. La simulation de Monte Carlo a également montré que sa rentabilité était compatible avec de faibles coûts d’entrée et des changements dans les revenus de sortie. Dans l’ensemble, bien qu’il existe des cibles lucratives potentielles pour chaque type de système de propulsion, les voiles solaires semblent être le grand gagnant entre les deux. C’est maintenant à ceux qui espèrent construire le premier empire minier d’astéroïdes d’écouter.
Apprendre encore plus:
Virgig et al – Évaluation économique d’une propulsion à haute propulsion et d’une voile solaire pour l’extraction d’astéroïdes géocroiseurs
Utah- Qu’est-ce qu’une voile solaire ?
Utah- Comment maintenez-vous la voile solaire stable?
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image principale :
Représentation d’artiste d’un champ d’astéroïdes.
Crédit : NASA/JPL/Caltech
29 août 2024
Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.
Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.
« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »
L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.
Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.
« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.
Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.
Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.
« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »
Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.
« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »
En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.
« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.
science
À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP
Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.
Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».
Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.
Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.
Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg
Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694
Astrobiologie
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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.
La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.
après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.
Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.
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La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.
« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.
« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.
Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.
L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.
L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.
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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »
Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.
Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.
« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »
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