¿Cuál es la mejor manera de que una nave espacial visite múltiples asteroides?

Dawn visita Vesta y Ceres, gracias a su paciente propulsión de iones eléctricos solares. AFAIK, más xenón y quizás un poco más de hidracina para los propulsores de actitud, habrían sido suficientes para darle poder para visitar aún más objetivos.

Pero, ¿cómo es la geografía de un viaje de varios asteroides? Mirando los diagramas a continuación, las familias de asteroides se identifican con un eje semi-mayor similar, inclinación y excentricidad. ¿Podría una nave espacial SEP como Dawn+ visitar varios asteroides al año dentro de esa familia? Massalia y Koronis lucen bastante bien concentrados. ¿Y no se cree que la mayoría de los NEA provienen de una sola familia con baja inclinación en la parte interna del Cinturón Principal y no sería interesante y más fácil visitarlos que tratar de atraparlos en el perihelio donde están más dispersos? debido a las diferencias en las excentricidades y velocidades más altas?

¿No pudo Dawn hacer ni un solo paso cercano de cualquier otro asteroide durante su largo viaje desde Vesta a Ceres? Varias otras naves espaciales, como Rosetta y Chang'e 3 (etapa superior) y New Horizons han realizado sobrevuelos de asteroides sin siquiera ser misiones del cinturón principal.

Para entender la escala en estos diagramas, 0.1 AU es unas 250 veces la distancia Tierra-Luna. La distancia entre el perihelio Enano-Ceres es de 0,5 UA, que es aproximadamente la distancia entre la Tierra y Marte cuando está más cerca. La inclinación de la Luna es de aproximadamente 1,5 grados.

Inclinación y semieje mayor: Inclinación y semieje mayor Inclinación y excentricidad: Inclinación y excentricidad

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Esos gráficos no cuentan toda la historia. Tenga en cuenta que la inclinación, la excentricidad y la SMA son solo tres de los seis elementos orbitales que definen la posición de un cuerpo en órbita. Dos cuerpos en exactamente la misma trayectoria orbital (inclinación, excentricidad, SMA, argumento del periapsis y LAN) podrían estar en diferentes posiciones en esa órbita, en lados opuestos del sol.

Según Wikipedia , el plan es dejar a Dawn en la órbita de Ceres al finalizar la misión, en lugar de continuar hacia otros objetivos.

Pero si una familia tiene la misma inclinación y el mismo semieje mayor, entonces una órbita circular en medio de ellos aún los encontrará independientemente del argumento del periapsis y la longitud del nodo ascendente.
Con suficiente tiempo....
Ese es un buen punto, dado el tiempo suficiente. Calculé el tiempo para el grupo Gefion con el miembro Ceres. Este grupo es de 2,7 a 2,8 AU y Ceres está en 2,768 AU. El tiempo de una órbita completa es de 4,436 a 4,685 años, 4,605 ​​años para Ceres. En más de 124 años hay 27 órbitas para un asteroide de 2,7 UA y 28 órbitas para Ceres. Para los asteroides a 2,8 AU hay 58 órbitas en más de 271 años, mientras que Ceres hace 59 órbitas. Bastante tiempo para hacer una órbita más o una menos.

CASTAway (PDF) es una misión propuesta para la ESA que sobrevolará 10 asteroides en el cinturón principal y observará decenas de miles telescópicamente para determinar su composición.

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