XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System地球引力
使用直接聚变驱动器探索海王星外天体
直接聚变驱动器 (DFD) 是一种核聚变发动机，可为任何航天器产生推力和电力。它是一种紧凑型发动机，基于 D-3He 无中子聚变反应，使用普林斯顿场反转配置进行等离子体约束，并使用奇偶校验旋转磁场作为加热方法实现聚变。推进剂是氘，它被聚变产物加热，然后膨胀到磁喷嘴中，产生排气速度和推力。根据任务要求，单个发动机的功率范围可以在 1 - 10 MW 之间，并且能够实现 4 N 至 55 N 的推力，具体取决于所选功率，比冲约为 10 4 s。在这项工作中，我们介绍了使用这种发动机到达和研究太阳系外边界的可能性。目标是在不到 10 年的时间内，携带至少 1000 公斤的有效载荷，前往柯伊伯带及更远的海王星外天体 (TNO)，如矮行星鸟神星、阋神星和鸟神星，从而可以执行从科学观测到现场操作等各种任务。所选的每个任务剖面图都尽可能简单，即所谓的推力-滑行-推力剖面图，为此，每个任务分为 3 个阶段：i. 从低地球轨道逃离地球引力的螺旋轨迹；ii. 行星际旅行，从离开影响区到滑行阶段结束；iii. 机动与矮行星会合。图中给出了每次机动的推进剂质量消耗、初始和最终质量、速度和 ∆ V。轨迹分析针对两种情况进行：简化场景，其中 TNO 在黄道平面上没有倾斜，真实场景，其中考虑了真实的倾斜角。此后，研究了多种场景，以达到 125 AU，以便研究太阳磁层的外部边界。我们的计算表明，由 DFD 推进的航天器将在有限的时间内以非常高的有效载荷与推进剂质量比探索太阳系的外部边界，开辟前所未有的可能性。
人工智能与空间安全：碰撞风险评估
如今，太空环境正在经历一场彻底的变革，影响到技术、太空使用、任务概念和操作。电力推进一旦被证明其可靠性和能力，在过去十年中已开始用于商业和科学卫星，无论是低地球轨道 (LEO) 还是地球静止轨道 (GEO)，而且其使用量预计还会增长。20 世纪 90 年代末的技术改进导致空间部件小型化，最终使卫星尺寸得以缩小。自 2003 年第一颗立方体卫星发射以来，大学或商业用途对此类小型卫星的使用不断增加，对未来太空环境演变的分析表明，这种增长将在未来十年保持下去。随着小型卫星数量的增加，预计每年的发射率也会更高，新的国家和私人参与者也会加入进来。在这些新参与者中，由于其对轨道环境的影响，可能最相关的将是集群和星座任务。巨型卫星群与小型卫星群一起，将代表未来十年低地球轨道系统最深刻的变化。多个巨型卫星群已在规划中，每个卫星群由数千颗卫星组成，其中一些已开始部署阶段。预计未来几年，在轨卫星数量将增加数倍。考虑到目前的数量略低于 2,000 颗，这一数字将同时增加到数万颗在轨运行的卫星（Hugh 等人，2017 年）。除此之外，地球轨道上最常见的元素是空间碎片物体。空间碎片是指除运行卫星之外的所有人造太空物体以及被地球引力捕获的微流星体。它包括上级火箭体、仍在轨道上的非运行卫星、任务遗留物体以及因碎裂或碰撞而产生的旧卫星碎片。自 1958 年航天时代开始以来，空间垃圾物体的数量不断增长，目前轨道上大于 10 厘米的物体有 34,000 多个，1 厘米至 10 厘米之间的物体有 900,000 多个，更小的物体有数百万个（ESA 报告 2019）。预计这些数字在未来几年还会增加，这不仅与太空交通的增加有关，也与当前跟踪技术的改进有关。新的基础设施预计将在未来十年开始运行，以探测迄今为止无法跟踪的较小物体。虽然编目物体的增加并不意味着实际物体数量的增加，因为它们已经在轨道上，但这将增加卫星运营商遇到的会合警报数量（Haimerl 和 Fonder 2015）。