¿Cuánto tiempo de anticipación necesitaría una estatita para sobrevolar a un visitante interestelar?

Tirachinas orbital dinámico de Phys.org : una idea genial para ponerse al día con un visitante interestelar hace referencia al comunicado de prensa del MIT en el anuncio del 8 de abril de 2020 Selecciones de NIAC 2020 Fase I, Fase II y Fase III .

El enlace Dynamic Orbital Slingshot muestra la imagen a continuación, que desde una perspectiva orbital-mecánica es mucho mejor que la que se muestra en el enlace Phys.org .

Pregunta: Si un objeto se acercara al Sol desde muy lejos en un C 3 = 0 (energía cero, excentricidad parabólica = 1) trayectoria por ejemplo, y una estatita † estacionada en el radio R quería pasar por él a corta distancia, qué tan pronto tendría que "soltar" y caer en línea recta para interceptarlo en función del perihelio del objeto. ¿La distancia a la que se detectó el objeto R D tiene que estar mucho más lejos que R del Sol para que esto funcione?

Si, en cambio, usara su vela solar a lo largo de la trayectoria en lugar de simplemente "volverse balístico", ¿sería menor la distancia de detección requerida? ¿Podría ser más pequeño que R ¿en este caso?

† Un satélite estático se "estacionaría" lejos del Sol al equilibrar la fuerza de atracción gravitatoria con una gran vela solar de muy baja masa, aproximadamente 650 metros cuadrados por kilogramo a cualquier distancia, ya que ambas fuerzas escalan como 1 / r 2 .

GRAMO METRO   C 2 × 1 Australia 2 1361 W/m 2 ≈ 650   metro 2 / kg

donde el factor de 2 proviene de la reflexión perfecta. Ver también Statites - ¿Son posibles en algo más que teoría?

Representación del concepto Dynamic Orbital Slingshot. Créditos: Richard Linares y NASA

Representación del concepto Dynamic Orbital Slingshot. Créditos: Richard Linares y NASA

Una buena fuente de respuesta podría ser la propia propuesta del NIAC, pero no sé si estarán disponibles públicamente después de que se otorgue la adjudicación.
¿Estamos asumiendo que la estatita simplemente está en el plano orbital del visitante?
@RussellBorogove sí, esa es una excelente suposición simplificadora, ¡gracias! Por supuesto, en el mundo real no podemos y tendríamos que teselar una esfera de estatitas alrededor del Sol.
"Una vez que se detecta un ISO, el sistema puede entregar un CubSat en una trayectoria de sobrevuelo o en una trayectoria de encuentro (con propulsión)". Entonces, ¿no será necesario liberar el statite en sí?
@Cornelisinspace ¡Ese es un punto interesante! Creo que la subvención de NIAC es capital inicial y analizarán varias situaciones y opciones diferentes. Dejar caer un cubesat con algún tipo de propulsión a bordo ciertamente suena como una opción y quizás más barata que sacrificar toda la estatua.
¿A qué te refieres con "distancia de detección"? El ISO podría haber sido detectado cuando ya ha pasado el perihelio.
@Cornelisinspace, entonces, la única forma en que podría haber un sobrevuelo es si se cruzaran en la dirección opuesta, lo que hace que el tiempo en que se pueden realizar las mediciones sea muy corto.

Respuestas (1)

t = π 2 R 3 / 2 2 m

La fórmula anterior es para el tiempo de caída libre a una fuente puntual de gravedad , con m siendo el parámetro gravitatorio estándar para el Sol.

Entonces, esto podría aplicarse a la trayectoria de un statite "liberado".

Rellenando los números parece que para R ¡Siendo el radio de la órbita de Júpiter, el tiempo de espera mínimo sería de más de 2 años!

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