Какие варианты управления рисками доступны для марсианских орбитальных аппаратов и марсоходов, чтобы снизить угрозу столкновения с обломками кометы Сайдинг-Спринг?

Я читал статью в журнале New Scientist под названием « Самый сильный метеоритный дождь за всю историю наблюдений, поразивший Марс через комету» . Короче говоря, комета облака Оорта C/2013 A1 Siding Spring , по прогнозам, почти пролетит мимо Марса в пределах 173 000 километров от его поверхности и может приблизиться на 89 000 километров 19 октября 2014 года.

С астрономической точки зрения, это близкое расстояние, и радиус поля кометных обломков может легко увеличиться во много раз на это расстояние, поставив обломки различного размера и состава на курс столкновения с марсианской поверхностью и пересекая орбиты искусственных спутников Марса, таких как спутники ISRO. Mars Orbiter Mission и орбитальный аппарат НАСА MAVEN , которые будут там по этому случаю .

Кроме того, некоторые из этих кометных обломков могут быть достаточно большими, чтобы пережить их вход в марсианскую разреженную атмосферу и столкнуться с марсианской поверхностью. Это будет зависеть от того, насколько большие куски кометы будут откалываться от нее до Периареона (марсианского перицентра) и их состава, но не исключено, что комета распадается на большие куски из-за гравитационных напряжений, когда она приближается к другому небесному телу. тело. На ум приходит комета Шумейкера-Леви 9 , но есть и множество других примеров.

   введите описание изображения здесь

   Изображение фрагментов кометы Шумейкера-Леви 9 (всего: 21), сделанное 17 мая 1994 г. (Источник: Википедия о комете Шумейкера-Леви 9 )

Итак, в то время как Билл Кук из Центра космических полетов имени Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама, сказал по поводу упомянутой статьи:

«Если бы у меня были свои барабанщики, я бы хотел быть на поверхности Марса во время этого мероприятия», — говорит Кук. «Возможно, это будет самый сильный метеоритный шторм за всю историю наблюдений».

Говоря о личных предпочтениях, я бы, честно говоря, не стал бы. Я думаю, достаточно легко сказать что-то подобное, когда вы знаете, что вас там не будет, но если обломки будут достаточно большими, чтобы столкнуться с землей в виде множества микрометеоритов, на самом деле не нужно просто помнить о том, чтобы взять с собой зонтик. Такие предложения, как «потенциально миллионы метеоров в час» и «от 1000 до 10 000 раз выше плотности космических камней, которые обычно присутствуют на низкой околоземной орбите» , также звучат не слишком хорошо.

Итак, с некоторыми такими астрономическими событиями, явно представляющими значительный риск для текущих миссий к другим небесным телам Солнечной системы, возможно, стоит что-то с этим сделать, и поскольку некоторые из этих событий можно в определенной степени предсказать, мой вопрос:

Как НАСА и другие космические агентства, у которых есть или будут орбитальные аппараты и вездеходы на Марсе и вокруг него во время таких событий, могут снизить связанные с этим риски? Какие у них есть варианты управления рисками в случае повышенного риска столкновения с кометными обломками? Можно ли будет перенаправить орбитальные аппараты на менее опасные орбиты, переориентировать их так, чтобы они столкнулись с обломками закаленной стороной орбитального аппарата, или дать указание марсоходам на суше двигаться в защищенную зону?

Я добавляю тег MAVEN в нескольких местах, я удалил Марс, чтобы освободить место, не стесняйтесь откатывать. MAVEN прячется от обломков Сайдинг-Спрингс, упомянутых здесь: nature.com/news/hydrogen-cloud-blows-off-mars-1.16156 (найдено здесь )

Ответы (2)

По словам Рича Зурека, главного научного сотрудника программы исследования Марса в Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL), Пасадена, Калифорния, чье заявление было процитировано в недавнем пресс-релизе НАСА под названием « НАСА готовится к наблюдению за кометами 2014 года на Марсе» (28 января 2014 г.):

Наши планы по использованию космического корабля на Марсе для наблюдения за кометой Сайдинг-Спринг будут согласовываться с планами того, как орбитальные аппараты будут пригибаться и укрываться, если нам это понадобится.

И Сорен Мэдсен из JPL, главный инженер программы исследования Марса, добавляет к этому:

Нам еще слишком рано знать, насколько опасен Сайдинг-Спринг для наших орбитальных аппаратов. Это могло пойти в любом случае. Это может быть что-то грандиозное, а может быть и ничего — или что-то среднее между ними. Насколько активен будет Siding Spring в апреле и мае? Мы будем наблюдать за этим, но если красный сигнал тревоги начнет звучать в мае, будет слишком поздно начинать планировать, как реагировать. Вот почему мы делаем то, что делаем прямо сейчас.

Таким образом, НАСА серьезно относится к потенциальной угрозе, которую комета C/2013 A1 Siding Spring может представлять для орбитальных аппаратов Марса, и внимательно следит за ней. В то же время в упомянутом пресс-релизе отвергается вероятность того, что обломки кометы могут представлять опасность для двух марсоходов НАСА, которые работают на поверхности, заявляя, что, хотя марсианская атмосфера тонкая, она «достаточно плотна, чтобы предотвратить попадание пыли из кометы». стать опасным» .

Тем не менее, для трех орбитальных аппаратов, находящихся в настоящее время на марсианской орбите ( Mars Reconnaissance Orbiter , Mars Odyssey и Mars Express ) и двух находящихся в пути ( MAVEN и Mars Orbiter Mission ), которые будут там до пролета кометы Siding Spring, угроза может быть более значительной:

Две ключевые стратегии снижения риска заключаются в том, чтобы вывести орбитальные аппараты за Марс в минуты наибольшего риска и сориентировать орбитальные аппараты так, чтобы наиболее уязвимые части не находились на линии огня.

Орбитальные аппараты спроектированы с учетом риска столкновения с космической пылью. Большинство таких столкновений не наносят урона миссии. Помогают такие конструктивные факторы, как покрытие и защищенное размещение уязвимых компонентов. НАСА рассчитывает, что за пятилетний период для орбитального аппарата Марса вероятность значительного повреждения космического корабля составляет несколько процентов из-за фонового уровня ударов таких частиц, называемых метеороидами. Содержит ли уровень Siding Spring столько же опасностей — или, возможно, более чем в 10 раз больше — за несколько часов, будет зависеть от того, насколько активным он станет.

Частью стратегии управления рисками также является оценка необходимых маневров как можно скорее, чтобы потреблять меньше топлива для любых таких корректировок орбиты. Это будет зависеть от реакции кометы на пересечение снежной линии Солнечной системы на расстоянии примерно 3-4 а.е. от Солнца, что произойдет в апреле-мае 2014 года:

введите описание изображения здесь

На этом рисунке показана орбита кометы C/2013 A1 Siding Spring, когда она вращается вокруг Солнца в 2014 году. 19 октября комета пролетит очень близко к Марсу, всего в 86 000 миль (138 000 километров) от планеты. Хотя ядро ​​не долетит до планеты, пылевые частицы кометы могут окружить Красную планету.

Так что у нас это. НАСА считает угрозу для своих марсианских орбитальных аппаратов, исходящую от кометы C/2013 A1 Siding Spring, достаточно серьезной, чтобы начать подготовку процедур снижения риска для пролета кометы в октябре 2014 года, когда комета пролетит мимо Марса гораздо ближе, чем Луна. Земли, но оценивает, что это не будет представлять опасности для двух его марсоходов на поверхности Марса.

Фактические процедуры, которыми будет заниматься НАСА, будут, конечно, зависеть от оценки рисков и от того, насколько рано это можно будет установить (не раньше, чем когда комета пересечет снежную линию Солнечной системы где-то в апреле-мае 2014 года), и они планируют внимательно следить за ситуацией. следить за тем, как ведет себя комета и сколько пыли она выбрасывает при приближении к Марсу. Однако последние изображения NEOWISE показывают, что это довольно пыльный парень:

введите описание изображения здесь

Миссия НАСА NEOWISE сделала снимки кометы C/2013 A1 Siding Spring, которая должна пройти мимо Марса 19 октября 2014 года. миль (571 миллион километров) от Солнца 16 января 2014 года, когда был сделан этот снимок.

Источники:

Обновление (15 августа 2014 г.): CIOC (Координированные исследования комет) провела 11 августа 2014 г. семинар под названием Comet Siding Spring and its Close Approach to Mars: Observer's Workshop , и все четыре его заседания транслировались в прямом эфире через LiveStream . Во время Сессии 1: Подготовка сцены; Наблюдения за космическим кораблем , примерно на 34-й минуте записанного видео, Тони Фарнхем (Университет Мэриленда, Колледж-Парк, Мэриленд) представил подробный обзор опасностей Comet Siding Spring C/2013 A1 и поделился этим слайдом:

   введите описание изображения здесь

На словах было подсчитано, что комета не представляет большой опасности для орбитальных аппаратов вокруг Марса и не представляет опасности для марсоходов с разреженной марсианской атмосферой, которая все же обеспечивает им достаточную защиту от потенциальной кометной пыли и мусора, попадающих в атмосферу. Орбитальные аппараты по-прежнему будут использовать несколько простых вариантов управления рисками, доступных им в качестве меры предосторожности, в частности, они будут фазировать свои орбиты, чтобы быть на противоположной стороне Марса, поскольку планета входит в пылевой шлейф кометы перед своей орбитой, что даст орбитальным аппаратам дополнительную защиту. в течение примерно 30-40 минут в то время, когда опасность оценивается как наибольшая (воздействие пыли и обломков и разрушительный электростатический разряд при движении через облако пыли и газа более высокой плотности, которое потенциально может нести заряд в виде плазмы или вызывать разряд путь для орбитальных аппаратов

В качестве дополнительного примечания Тони Фарнхем упомянул, что MAVEN может также отключить свои высоковольтные приборы в качестве дополнительной меры предосторожности, но пока не уверен в этом. Я обновлю, если и когда смогу это подтвердить.

Более свежая информация по мере приближения кометы к Марсу будет доступна на страницах CIOC Comet Siding Spring . Также смотрите остальную часть записанных видеороликов семинара, чтобы узнать все, что мы знаем о Comet Siding Spring C/2013 A1, прошлых и запланированных наблюдениях, в том числе об оборудовании, которое у нас есть в настоящее время (и будет, MAVEN все еще находится в пути на момент публикации). это обновление с запланированной датой выхода на орбиту 22 сентября 2014 г.) на Марсе и вокруг него. Подробнее об этом также можно прочитать в пресс-релизе НАСА «Маневры космического корабля на Марсе для подготовки к близкому пролету кометы » от 25 июля 2014 года.

Марсоход Curiosity занимает площадь чуть менее 8 м². Spirit и Opportunity занимают всего около 4 м² каждый. Весь Марс имеет площадь поверхности 144 798 500 км². или 144 798 500 000 000 м².

Когда вы думаете об астероиде как о точечном ударе, который влияет только на точную позицию, где он приземлится, и вы предполагаете, что каждый астероид может столкнуться с любым местом на Марсе с равной вероятностью, вероятность того, что каждый астероид поразит один из марсоходов, составляет один к 18. трлн.

Это означает, что даже когда на Марс падают миллионы маленьких астероидов, очень маловероятно, что один из них попадет в марсоходы.

Однако существует риск более сильного удара, вызывающего повреждение на гораздо большей площади из-за ударной волны и выброса, выброшенного из ударной воронки. Столкновение, подобное тому, которое образовало кратер Виктория , определенно будет представлять опасность для любого марсохода поблизости. Но такие большие удары скорее исключение, чем норма. И даже когда они происходят, разрушения будут только локальными.

Какие варианты управления рисками доступны для марсианских орбитальных аппаратов и марсоходов, чтобы снизить угрозу столкновения с обломками кометы Сайдинг-Спринг?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v