Shallow Encounters' Impact on Asteroid Deflection Prediction and Implications on Trajectory Design
本研究对比解析模型与数值模拟，揭示远距离浅近摄动交会会显著改变小行星偏转轨迹，并为任务轨迹规划提供设计准则。
2024-04-04 astro-ph.EP cs.SY eess.SY
Momentum transfer coefficient constraints for the 2024 PDC25 Hypothetical Asteroid Impact Scenario
本研究通过光滑粒子流体动力学数值模拟，约束2024年PDC25假想小行星撞击情景中动能撞击的动量传递系数范围，证明在较高撞击速度下可实现中等至较大的偏转增强，同时有效控制解体风险。
2025-09-23 astro-ph.EP
Assembled Kinetic Impactor for Deflecting Asteroids via Combining the Spacecraft with the Launch Vehicle Final Stage
小行星撞击对地球上的所有生命构成重大威胁。使小行星偏离撞击轨道是减轻威胁的重要方法。动能撞击器仍然是使小行星偏转的最可行方法。然而，由于发射能力的限制，具有有限质量的撞击器只能产生非常有限的小行星速度增量。为了提高动能撞击器的偏转效率，提出了一种将航天器与运载火箭末级结合的组合式动能撞击器（AKI）概念。通过充分利用运载火箭末级的质量，增加冲击器的质量，将会引起偏转效率的提高。根据长征五号（CZ-5）运载火箭的技术数据，偏转本努的任务旨在展示AKI概念的力量。仿真结果表明，与传统动能撞击器（CKI）相比，增加运载火箭末级质量，可使偏转距离增加3倍以上，发射提前期至少缩短15年。在偏转距离要求相同的情况下，增加运载火箭末级的质量，可以使发射次数减少到CKI发射次数的1/3。AKI的概念使得有可能在10年的发射准备时间内通过非核技术来保护类似Bennu的大型小行星。同时，对于单个CZ-5，在10年的发射准备时间内，一颗直径为140米的小行星的偏转距离可以从小于1个地球半径增加到大于1个地球半径。
2020-09-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
High Precision Astrometry in Asteroid Mitigation - the NEOShield Perspective
在目前已知的近地天体中，大约有1400颗被归类为具有潜在危险的小行星。最近的车里雅宾斯克事件表明，这些物体可能对人类构成真正的威胁。我们说明，高精度的小行星天体测量在确定潜在的影响风险，选择偏转演示任务的目标和评估缓解任务的成功发挥着至关重要的作用。在简要介绍近地天体盾牌项目-这是欧洲联盟委员会发起的一项国际努力，旨在全面调查减缓近地天体的各个方面-之后，我们讨论了近地天体风险评估和偏转演示飞行任务目前的天体测量性能、要求和可能存在的问题。
2013-11-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
After DART: Using the first full-scale test of a kinetic impactor to inform a future planetary defense mission
美国宇航局的双小行星重定向测试（DART）是小行星偏转技术的第一次全面测试。超高速动能撞击和地面观测的结果，加上LICIACube和后来的赫拉飞行任务，将导致对动量转移效率的测量精确到10%左右，并确定Didymos双星系统的特征。但是DART是一个单一的实验;这些结果如何用于未来涉及不同小行星的行星防御必要性？我们研究什么方面的Dimorphos的动力学影响的反应将受到限制的DART结果;这些限制将如何帮助完善知识的物理性质的小行星材料和预测能力的影响模拟;什么信息的潜在地球撞击前可以获得偏转的努力;以及如何设计偏转任务应告知这种理解。我们概括的动量增强因子$β$，表明一个特定的方向特定的$β$将直接由DART的结果，和一个相关的方向特定的$β$是一个动力学影响任务的品质因数。DART $β$的确定限制了喷出物的动量矢量，而动量矢量通过流体动力学模拟限制了Dimorphos近表面的物理特性。在一个假设的行星防御紧急情况下，将这些限制外推到一个新发现的小行星将需要地球上的观测，并受益于现场侦察。我们展示了基于不同侦察水平的动量转移的代表性预测，并讨论了战略目标，以优化偏转并降低在错误方向上产生反作用偏转的风险。
2022-09-23 astro-ph.EP
Asteroid Disruption and Deflection Simulations for Multi-Modal Planetary Defense
University of California - Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；NASA Ames Research Center（美国国家航空航天局艾姆斯研究中心）；University of New Mexico（新墨西哥大学）；New Mexico Institute of Mining and Technology（新墨西哥矿业理工学院）；Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
该研究针对小行星行星防御的终端场景问题，采用PI方法结合ALE3D模拟，证实20-100米级碎石堆小行星可通过特定参数的超高速钨侵彻体撞击有效减缓，为多模态行星防御提供可行方案。
2026-08-10 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.app-ph
The Hera Radio Science Experiment at Didymos
本文介绍了Hera行星防御任务的无线电科学实验，通过多弧协方差分析结合地面和星间链路测量，精确估计Didymos双星系统的质量、轨道等关键参数，以评估动能撞击器偏转小行星的可行性。
2024-05-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Effect of Light Deflection by Solar System Objects on High-Precision SKA Astrometry
我们计算了太阳系中195个天体引起的偏转角，其中包括177颗卫星和8颗小行星。21颗卫星和6颗小行星可以使来自遥远的致密河外光源的光线偏转超过0.1 $μ$ as，14颗卫星和小行星谷神星可以使光线偏转超过1.0 $μ$ as。我们计算了五颗行星（不包括地球、木星和土星）、冥王星和谷神星的引力场造成的扰动区域和持续时间，这些扰动将影响平方公里阵列（SKA）测量的天体测量。偏转角大于0.1和1.0 $μ$的扰动区呈带状。它们的宽度范围从天王星、海王星和金星的几十度到其他天体的几度或更少，在0.1 $μ$ as，从金星的$\sim$ 16 $^{\circ}$到其他天体的几度或更少，在1.0 $μ$ as。从计算的扰动持续时间来看，选定天体的引力场的影响可分为四个等级：对SKA天体测量几乎没有影响（I），可能影响很小（II），对单历元天体测量可能有很大影响（III），对单历元和多历元天体测量都可能有很大影响（IV）。对应于这些级别的天体是谷神星（I）、冥王星（II）、水星和火星（III）以及其他天体（IV）。
2022-09-19 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
Reshaping and ejection processes on rubble-pile asteroids by impacts
上下文大多数小行星（直径小于50公里）是较大母体分裂的结果，通常被认为是碎石堆物体。类似的结构预计将用于小型小行星双星，包括Dimorphos，65803 Didymos双星系统的较小组成部分，以及NASA的双小行星重定向测试（DART）和欧空局的赫拉任务的目标。DART撞击发生在2022年9月26日，它将改变Didymos周围的Dimorphos的轨道周期。目标。在这项工作中，我们假设Dimorkes一样的机构与碎石堆结构，并量化的影响，在其内部的巨石包装后的形态，形状变化的程度和材料喷射过程。方法.我们使用伯尔尼SPH激波物理代码对超高速撞击直径为160米的碎石堆小行星进行了数值模拟，这些小行星具有各种巨石分布。结果我们发现，撞击后的目标形态是最敏感的巨石在目标中的质量分数，而小行星偏转效率取决于巨石在目标中的质量分数和巨石的大小分布接近的影响点。我们的研究结果也可能对小行星的结构产生重要影响。
2022-09-16 astro-ph.EP
Ricochets on Asteroids II: Sensitivity of laboratory experiments of low velocity grazing impacts on substrate grain size
我们比较了低速的影响，跳弹具有相同的冲击速度和冲击角度到颗粒介质具有相似的体积密度，孔隙率和摩擦系数，但不同的平均粒径。抛射体直径与平均颗粒长度的比值范围从我们的粗砂介质中的4到我们的细砂中的50。使用高速视频和荧光标记，我们测量的比率，前到后的影响水平和垂直速度分量，我们称之为恢复系数，和偏转角所造成的影响，在水平面上。恢复系数是敏感的平均粒度的比率与水平速度分量的两倍大，我们的粗砾石，我们最好的沙子。这意味着，系数流体静力学，阻力和升力，在经验力的法律，是敏感的平均晶粒尺寸。对粒度最敏感的系数是升力系数，在我们的粗介质和最细介质之间，升力系数减小3倍。偏转角在较粗的介质中是最大的，其大小大约取决于晶粒尺寸的3/2次方。这种缩放与通过与单个颗粒碰撞发生动量转移的模型相匹配。在今后关于撞击粒状小行星表面的物体群的模型中，应考虑撞击力学对基底大小分布的依赖性。
2022-01-22 astro-ph.EP
Predicting asteroid material properties from a DART-like kinetic impact
美国宇航局的双小行星重定向测试（DART）任务是第一次全面测试小行星偏转的动力撞击器方法，其中航天器故意撞击小行星以改变其轨道。DART是行星防御技术演示的重要的第一步，对近地小行星上动能撞击方法的有效性提供了现实的评估。施加在小行星上的动量是从撞击航天器传来的，并因撞击点喷出的物质的动量而增强。然而，喷出物贡献的大小取决于目标的材料特性。对于DART目标小行星Dimorphos以及大多数小行星来说，这些特性（如强度和剪切模量）是未知的，因为这些特性很难远程表征。本研究探讨了如何利用水文代码模拟，根据撞击后的现有信息，特别是小行星的大小和形状、撞击航天器的速度和特性以及小行星最终的速度变化，来估计材料特性。在超过300个三维模拟中，改变了描述小行星的七种材料参数，我们发现许多属性的组合可以重现特定的小行星速度。需要进行额外的观测，如小行星质量或陨石坑大小，以进一步限制小行星强度等特性或撞击喷出物提供的动量增强等结果。我们的研究结果表明，在执行撞击任务之前，尽可能多地了解小行星的质量、孔隙率、强度和弹性等关键材料参数至关重要。
2022-09-23 astro-ph.EP
Orbital Deflection of Comets by Directed Energy
彗星撞击对地球上的生命构成长期危害。对撞击减缓技术进行了广泛的研究，但这些技术往往侧重于小行星转向。典型的小行星拦截计划包括航天器物理拦截目标，这一任务只适用于提前几十年确定的目标，并且在狭窄的轨道范围内-威胁彗星不太可能满足的标准。然而，彗星自然会受到纯粹引力轨道的扰动，这是通过太阳对其表面的加热来激活升华驱动的喷流。对彗星的人工加热，例如激光，可以补充太阳的自然加热，以有目的地操纵其路径，从而避免撞击。偏转的有效性取决于彗星的加热反应，这取决于包括核大小，轨道和动力学历史在内的因素。这些因素被纳入一个数值轨道模型，以评估在地球轨道和地面使用高功率激光阵列进行彗星偏转的有效性和可行性。模拟结果表明，一个衍射受限的500 m轨道或地面激光器阵列在1年内每天1%的时间以10 GW的速度运行，足以完全避免一颗典型的直径为500 m、主要非引力参数A1 = 2 x 10^-8 au d^-2的彗星的撞击。还讨论了在偏转过程中避免彗星碎裂的策略。
2019-04-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
Effects of impact and target parameters on the results of a kinetic impactor: predictions for the Double Asteroid Redirection Test (DART) mission
双小行星重定向测试（DART）航天器将于2022年9月26日撞击小行星Dimorphos，作为行星防御动力学撞击器技术的测试。动力冲击器之后的偏转效率可以使用动量增强因子β来表示，该因子取决于诸如冲击几何形状和特定目标材料性质的因素。目前，对Dimorphos及其材料特性知之甚少，这些特性在偏转效率观测结果中引入了不确定性，包括陨石坑形成，喷出物分布和β。DART影响建模工作组（IWG）负责使用影响模拟来更好地理解DART影响的结果。撞击前模拟研究还提供了相当深入的见解，以了解不同的特性和撞击情景如何影响动能撞击后的动量增强。这种洞察力为预测灾难援助反应队的影响提供了基础，并为如何解释遭遇后的结果提供了初步理解。在DART撞击之后，从这些研究中获得的知识将为重新创建撞击条件的初始模拟提供信息，包括提供对DART撞击导致的Dimorphos和Beta的潜在材料特性的估计。本文总结了，在一个高层次上，已经从IWG的模拟和实验中学到了什么准备DART的影响。虽然未知，但Dimorphos的合理潜在材料特性估计值提供了1-5的β预测值，具体取决于强度范围内的端元情况。
2022-09-14 astro-ph.EP
Successful Kinetic Impact into an Asteroid for Planetary Defense
虽然没有已知的小行星至少在下个世纪对地球构成威胁，但近地小行星的目录对于其撞击将产生区域性破坏的物体来说是不完整的。已经提出了几种办法，通过偏转或干扰小行星来防止小行星撞击地球。动能撞击技术测试被确定为与小行星缓减有关的最高优先空间飞行任务。美国宇航局的双小行星重定向测试（DART）任务是第一次全面测试动能撞击技术。飞行任务的目标小行星是Dimorphos，它是S型双近地小行星（65803）Didymos的次要成员。选择这个双星小行星系统是为了使地面望远镜能够量化DART撞击造成的小行星偏转。虽然过去的飞行任务利用撞击器调查小型物体的特性，但这些早期的飞行任务并不是为了使目标偏转，也没有实现可测量的偏转。在这里，我们报告的DART航天器的自主动力学影响到Dimorphos和重建的影响事件，包括时间轴导致的影响，DART的位置和性质的影响网站，和Dimorphos的大小和形状。DART航天器与Dimorphos的成功撞击以及Dimorphos轨道的变化表明，动力撞击器技术是一种可行的技术，可以在必要时保护地球。
2023-03-03 astro-ph.EP
Energy Dissipation in Synchronous Binary Asteroids
同步双星小行星可能会经历关于其潮汐锁定平衡的天平动，这将导致能量耗散。这是小行星撞击和偏转评估的一个重要专题，在Didymos双星小行星系统中，DART动力学撞击造成的激发可能会在赫拉到达调查撞击影响之前通过消散而减少。我们建立了一个双小行星能量耗散的数值模型，以探讨不同的系统配置如何影响能量耗散的速率。我们发现翻滚的同步状态消除了系统的趋势，在短时间尺度（几年）的振动阻尼，但不超过长时间（数百年）取决于材料条件。此外，阻尼的振动，偏心率和波动的半长轴主要取决于刚度的二次，而半长轴长期膨胀率是由刚度的主要，如预期的。在次级系统中经历稳定的平面天平动的系统可以在仅仅几年后看到天平动振幅的明显减少，这取决于次级系统的刚度，因此在赫拉对Didymos的调查中应该考虑耗散。对于一个非常耗散的次级经历稳定的天平动，赫拉可能能够计算出在Dimorphos中的天平动阻尼率，从而限制其潮汐参数。
2022-10-19 astro-ph.EP
Enhanced Kinetic Impactor for Deflecting Large Potentially Hazardous Asteroids via Maneuvering Space Rocks
小行星撞击对地球上的所有生命构成重大威胁。恐龙时代被一颗直径10公里的小行星突然终结。目前，核装置是使大型潜在危险小行星偏离撞击地球轨道的唯一手段。提出了通过操纵空间岩石偏转大型PHA的增强动能撞击器（EKI）概念。首先，发射一个无人驾驶的航天器与一个中间的近地小行星（NEA）会合。然后，从NEA收集了一百多吨岩石作为EKI。如果NEA非常小，则NEA也可以被捕获为EKI。最后，EKI以高速撞击PHA，导致PHA的显著偏转。例如，为了偏转阿波菲斯，根据现有的工程能力，可以从NEA收集多达200吨的岩石作为EKI。EKI可以在阿波菲斯产生39.81毫米/秒的速度增量（delta-v），从而将2029年近距离相遇期间的最小地心距离增加1，866.93公里。该任务可在3.96年内完成，推进剂成本为2.98吨。与传统的动能冲击器相比，偏转距离可以增加一个数量级。EKI概念突破了地基发射能力的限制，可以显著增加撞击器的质量。我们预计，我们的研究将是有效的行星防御大型PHA的起点。
2020-04-08 astro-ph.EP physics.space-ph
DISCUS - The Deep Interior Scanning CubeSat mission to a rubble pile near-Earth asteroid
我们已经进行了初步阶段的概念设计研究深内部扫描立方体卫星（DISCUS），一个串联6 U立方体卫星携带一个双基地雷达作为主要有效载荷。DISCUS将作为一个独立的特派团或伴随一个更大的特派团开展工作。其目的是从几公里的距离确定直径为260-600米的近地小行星的内部大孔隙度。主要目标是实现低频信号的全球穿透，以及分析各种不同穿透深度和测量位置的散射强度。此外，测量结果将通过计算机雷达层析成像（CRT）方法进行反演。DISCUS提供的科学数据将使人们更多地了解碎石堆小行星的内部结构及其在太阳系中的碰撞演变。它还将推动未来小行星偏转概念的设计。我们的目标是在一个单一的单位（1U）雷达设计配备了半波长偶极子天线。该雷达将采用步进频率调制技术，其基线是为欧空局的技术项目GINGER和PIRA开发的。雷达测量将用于CRT和形状重建。立方体卫星还将配备光学摄像系统和激光高度计，以支持导航和形状重建。我们提供的测量方法的细节，连同来自碎石堆小行星的已知特性的要求一起应用。
2018-05-04 astro-ph.EP
Orbital Simulations on Deflecting Near-Earth Objects by Directed Energy
对与地球碰撞的近地天体进行激光烧蚀会产生一团喷出物，对近地天体产生推力，使其偏离原来的轨道。烧蚀可以从远处进行，用一个由地球轨道上的大型相控阵激光器组成的远距离“DE-STAR”系统照射一颗以地球为目标的小行星或彗星。或者，一个小得多的站立式“DE-STARLITE”系统可以沿着目标行进，在很长一段时间内慢慢地将其从附近偏转。本文介绍了轨道模拟，比较了两种系统在各种激光和近地物体参数范围内的有效性。模拟的参数包括大小、持续时间，对于独立系统，还包括推力的方向，以及目标近地物体的类型、大小和轨道特征。这些模拟表明，偏转距离近似与推力的大小和烧蚀持续时间的平方成正比，并且与质量成反比。此外，偏转距离显示出强烈的依赖于推力方向的最佳方向的推力随激光活动的持续时间。举一个例子，考虑一个典型的325米的小行星：提前15年开始，一个大约20千瓦的DE-STARLITE系统只需2 N的推力就足以使小行星偏转2 R_e。许多情况下进行了讨论，是一个实际的实施这样一个系统与目前的运载火箭的能力一致。
2016-01-14 astro-ph.EP
Analytical theory of the spin-orbit state of a binary asteroid deflected by a kinetic impactor
针对动能撞击偏转后的双小行星，本文基于 F2RBP 建立线性与非线性正则解析理论，描述次天体天平动态并保留动量增强参数 $β$。
2024-09-10 astro-ph.EP
Small-body deflection techniques using spacecraft: techniques in simulating the fate of ejecta
我们定义了一套程序，数值研究喷出物的命运所产生的影响，目的是偏转一颗小行星的人造弹丸。在这里，我们开发了一个简化的，理想化的模型的影响条件，可以适应具体的偏转测试方案的细节，如AIDA项目的建议。基于本文所述方法的正在进行的研究可用于为观测航天器的观测战略和安全条件提供信息。为了解释喷出物的演变，我们采用的数值策略是多种多样的，包括一个大的N-体组件，光滑粒子流体动力学（SPH）组件，和应用程序的撞击器缩放定律。使用SPH导出的初始条件的模拟表明，高速喷出物逃逸在低角度的倾斜，和非常缓慢地移动喷出物在较高的倾斜角度，其中一些重新影响的小天体表面的表面。我们目前正在研究这个模型和其他模型行为的真实性。接下来的步骤将包括在模型中加入太阳扰动，并将这里制定的协议直接应用于具体的潜在飞行任务概念，如拟议的AIDA方案。
2016-01-22 astro-ph.EP
On the delivery of DART-ejected material from asteroid (65803) Didymos to Earth
DART航天器计划在2022年撞击双星小行星（65803）Didymos的次级，以评估行星防御的偏转策略。撞击将产生一个陨石坑并释放出小行星物质，其中一些将逃离Didymos系统。由于Didymos最接近地球轨道的距离只有600万公里（约为地月距离的16倍），一些喷出的物质迟早会到达我们的星球，观察这些粒子作为流星将增加DART任务的科学支出。DART项目还可能是第一个到达地球的人类产生的流星体，也是对人类在小行星上的活动及其对流星体环境和航天器撞击风险的最终贡献的一个测试案例。这项研究审查了从Didymos向近地空间发射流星体的数量和时间。只有很少的飞镖喷射物质会到达我们的星球，而且大多数都要经过数千年。但是一些物质，最小的粒子和/或以最高速度喷射的粒子几乎可以立即被输送到穿越地球的轨道上，尽管流量很低。物质到达地球的时间和辐射方向被计算出来，虽然大量的探测将表明比预期更丰富和/或更快的喷出物。DART的撞击也会产生一个新的流星体流，尽管可能不是很密集。然而，更大、能力更强的小行星撞击物可能会产生流星体流，其中的粒子通量超过太阳系中自然产生的粒子通量，从而对航天器的安全产生影响。
2020-03-04 astro-ph.EP
Physical properties of asteroid Dimorphos as derived from the DART impact
本研究利用DART撞击数值模拟约束Dimorphos的强度、密度和巨石含量，发现其为低强度碎石堆且撞击导致全球形变重塑。
2024-03-01 astro-ph.EP
Precautionary Planetary Defence
在行星防御紧急情况下是否尝试偏转的问题一直受到大量决策分析的影响（Schmidt 2018; SMPAG法律问题特设工作组2020）。假设的情况通常涉及一颗新发现的小行星，它在设定的时间尺度内具有很高的撞击概率。本文件论述了另外两个复杂问题：（1）由于存在人类撞击地球的风险，将飞行任务限制在小行星上;（2）对小行星进行积极管理，将其置于“安全港”，即使撞击风险低于“决定采取行动”的阈值。我们使用阿波菲斯作为一个案例研究，并解决这两个复杂性。
2021-06-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
Momentum Transfer from the DART Mission Kinetic Impact on Asteroid Dimorphos
美国宇航局的双小行星重定向测试（DART）任务于2022年9月26日23：14 UTC对小行星Dimorphos（双星小行星（65803）Didymos的卫星）进行了动力学撞击，作为行星防御测试。DART是第一个在小行星上进行的超高速撞击实验，其大小和速度与行星防御有关，目的是验证动能撞击作为小行星偏转的一种手段。在这里，我们报告的第一个确定的动量转移到一个小行星的动能影响。根据双星轨道周期的变化，我们发现Dimorphos的沿轨道速度分量瞬时减少了2.70 +/- 0.10毫米/秒，这表明由于撞击产生的喷出物流的反冲而增强了动量转移。对于体积密度为1，500至3，300 kg/m $^3$的Dimorphos，我们发现动量增强因子$β$的预期值在2.2至4.9之间，取决于Dimorphos的质量。如果假定二吗啉和二吗啉的密度相等，为2，400 kg/m2 $^3$，则$β$ = 3.61 +0.19/-0.25（1 $σ$）。这些$β$值表明，从逃逸的撞击喷出物中转移到Dimorphos的动量比DART中的动量大得多。因此，DART动能撞击在偏转小行星Dimorphos方面非常有效。
2023-03-06 astro-ph.EP
Orbital Period Change of Dimorphos Due to the DART Kinetic Impact
双小行星改向试验航天器成功地进行了小行星偏转动力撞击器的首次试验，撞击了近地双星小行星（65803）Didymos的次级小行星Dimorphos，并改变了Dimorphos的轨道周期。如果来自DART航天器的入射动量以完全非弹性碰撞的方式直接转移到小行星目标上，预计轨道周期将发生约7分钟的变化，但对可能的撞击条件和小行星特性的研究表明，动量可能大幅增加（$β$）。在撞击前的几年里，我们利用光变曲线观测准确地确定了Dimorphos相对于Didymos的撞击前轨道参数。在这里，我们报告了DART动力学撞击导致的Dimorphos轨道周期的变化为-33.0 +/- 1.0（3 $σ$）分钟。利用新的地球光变曲线和雷达观测，两种独立的方法确定了相同的轨道周期变化值。这一巨大的轨道周期变化表明，喷出物对小行星的动量贡献超过了DART航天器所携带的动量。
2023-03-03 astro-ph.EP
Predictions for the Dynamical States of the Didymos System before and after the Planned DART Impact
美国宇航局的双小行星重定向测试（DART）航天器计划于2022年9月26日23：14 UTC左右撞击（65803）Didymos，Dimorphos的天然卫星，导致其轨道周期减少，这将通过地面观测来测量。对动力撞击器技术的这一测试将提供实际比例的动量转移增强系数$β$的第一次估计，其中撞击产生的喷射物使目标产生额外的偏转。地面观测、LICIACube航天器（将在撞击前与DART分离）和欧空局将于2024年发射的后续赫拉任务将提供偏转测试的额外特征。Hera和DART共同组成了NASA和ESA之间的小行星撞击和偏转评估（AIDA）合作。在这里，预测的动力学状态的二进制系统时，到达和撞击后。假设的系统动态松弛状态将受到撞击的激发，导致轨道偏心率增加和轻微倾斜，以及Dimorphos天平动的增强，其振幅取决于目前知之甚少的目标形状。围绕月球长轴的自由旋转也可能被触发，轨道周期将在几天到几个月的时间尺度上经历从秒到分钟的变化。由于陨石坑形成和喷出物引发的陨石坑或物质坡移造成的任一天体的形状变化可能会影响$β$，但可以通过额外的测量加以限制。BYORP和重力潮汐都可能在赫拉会合的时间尺度上引起可测量的轨道变化。
2022-07-14 astro-ph.EP
Alternate Science Investigations for the Kepler Spacecraft: Precision Rotation Periods and Shapes of Near-Earth Asteroids
我们建议使用适当的一部分重新利用开普勒任务的时间和孔径，大大提高我们的知识的近地小行星（NEAs）的旋转和形状的数量和质量。近地小行星对于了解太阳系的起源、选择机器人和人类访问的目标以及使危险物体偏转都很重要。虽然近地小行星以每年1000个的速度被发现，但只有大约75个/年具有精确测量的旋转周期和形状。开普勒任务不仅可以大大增加确定的近地小行星自转周期的数量（在5年内增加到1000个以上），而且可能比常规地面测量的精度高出一个数量级。这将使我们能够为大约250个较亮的近地小行星制作三维断层摄影图。一个多年的科学计划将能够改进数据质量检查，更大的样本和更多类型的科学。所有这些数字都是初步的。我们列出了一些需要解决的问题，然后才能对该计划进行适当的评估。
2013-09-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
On the fate of slow boulders ejected after DART impact on Dimorphos
本文分析DART撞击Dimorphos后喷射的慢速巨石的长期轨道演化，利用动力学代码预测其命运，并评估Hera任务抵达时观测到这些巨石的可行性。
2024-02-06 astro-ph.EP
Constraints on the perturbed mutual motion in Didymos due to impact-induced deformation of its primary after the DART impact
双星近地小行星（65803）Didymos是美国宇航局提出的双小行星重定向测试（DART）的目标，这是小行星撞击和偏转评估（AIDA）任务概念的一部分。在这次任务中，DART航天器计划撞击Didymos的次级天体，扰乱该系统的相互动力学。主天体目前的自转周期接近小行星的自转势垒，由于DART撞击，从次级天体喷射出的物质很可能到达主天体。这些条件可能会导致原生层由于山体滑坡或内部变形而重塑，从而改变永久重力场。在这里，我们提出，如果形状变形的主要发生，系统的相互轨道将受到扰动，由于在重力场的变化。我们使用的数值模拟技术的基础上充分的两体问题，调查的形状效应Didymos的相互动力学DART影响后。结果表明，在体积不变的情况下，形状变形引起相互运动的强烈扰动。我们发现形变过程总是导致系统的轨道周期变短。如果由于DART的撞击，一次星两极厚度大于~0.4米的表面层向下移动到赤道区域，地面测量将探测到系统轨道周期和一次星自旋周期的变化。
2017-08-06 astro-ph.EP
Space Mission Options for Reconnaissance and Mitigation of Asteroid 2024 YR4
本文针对小行星 2024 YR4 可能撞击月球的风险，评估了飞掠侦察、偏转及动能与核强力粉碎等太空任务选项，指出侦察与粉碎任务可行而偏转不切实际。
2025-09-15 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.space-ph
Creep stability of the proposed AIDA mission target 65803 Didymos: I. Discrete cohesionless granular physics model
作为拟议的小行星撞击和偏转评估飞行任务的目标，近地双星小行星65803 Didymos是一类特殊的双星小行星，其主星有旋转破裂的危险。为了更好地了解这些二元系统，并支持AIDA任务，本文研究了蠕变稳定性的Didymos主要代表它作为一个cohesionless自引力颗粒状骨料旋转加速度。为了实现这一目标，软球离散元模型（SSDEM）能够模拟颗粒系统在准静态状态的实施和准静态自旋的程序进行。我们设计了三个临界自旋极限的模拟聚集体，以表明其临界状态所触发的重塑和表面脱落，内部结构变形，剪切破坏，分别。骨料的破坏条件、破坏模式和抗剪强度都可以从三个临界旋转极限中推断出来。组成颗粒的排列和尺寸分布，堆积密度，自旋路径，和颗粒间摩擦的影响进行了数值研究。结果表明，自旋自重力骨料的抗剪强度与其内部结构和材料参数密切相关，其破坏模式和破坏机理主要受其内部结构的影响。此外，这项研究提供了一些限制的Didymos主要的观测数据的基础上可能的物理性质，并提出了一个合理的形成机制，这个二元系统。由于体积密度符合观测不确定性，接近小行星允许的最大密度，Didymos primary在某些配置中可以保持地球静力学稳定，而不包括凝聚力。
2017-03-05 astro-ph.EP
Enabling tomorrow's planetary defence and space resource economy: Autonomous fleet-based asteroid rendezvous missions
University of Liverpool（利物浦大学）；NASA（美国国家航空航天局）；Colorado Center for Astrodynamics, University of Colorado（科罗拉多大学轨道动力学中心）；Institute of Space and Astronautical Science (ISAS), JAXA（宇宙科学研究所 (ISAS)，日本宇宙航空研究开发机构）
本文提出英国应通过自主低成本小行星交会任务，加强近地天体探测、参与国际行星防御任务、发展自主交会与原位表征技术，并推动空间资源经济，以提升行星防御能力和战略优势。
2026-06-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Parameter-space study of kinetic-impactor mission design
虽然几乎所有尺寸大于1公里的潜在危险小行星都已被发现，但众所周知，绝大多数较小的小行星实际上尚未被发现，因此，立即考虑所有可能穿越地球的轨道，并对轨道要素的整个参数空间进行减缓飞行任务的系统研究，是一个极好的动机。它表明，整个参数空间可以减少，不失一般性，只有三个相关的无量纲参数：偏心率和倾角的小行星轨道，和小行星的真正异常的影响。弹道动力撞击器减缓任务的研究，考虑到关键的可行性约束，如发射器的性能和偏转的照明条件，为整个参数空间。不同类别的最佳解决方案被发现存在，并可以直接链接到小行星轨道特性。这项工作的目的是帮助确定对近地物体与地球碰撞的潜在威胁的适当对策，提供初步飞行任务设计，并确定在参数空间的哪些部分可能出现困难。（节略）
2017-06-07 astro-ph.EP math.OC physics.space-ph
The Asteroid Framing Cameras on ESA's Hera mission
DLR Institute of Planetary Research（德国航空航天中心行星研究所）；Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace (ISAE-SUPAERO), Université de Toulouse（法国高等航空航天学院（ISAE-SUPAERO），图卢兹大学）；INAF, Astronomical Observatory of Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；European Space Agency, European Space Astronomy Centre（欧洲空间局欧洲航天飞行控制中心）；Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange（蔚蓝海岸大学，蔚蓝海岸天文台，法国国家科学研究中心拉格朗日实验室）；The University of Tokyo（东京大学）；University of California, Berkeley Space Science Laboratory（加州大学伯克利分校太空科学实验室）
Hera任务的小行星成像相机将通过高分辨率成像支持对Didymos双小行星系统的详细表征和科学研究。
2026-03-11 astro-ph.EP astro-ph.IM
PI -- Multimodal Planetary Defense
UC Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
本文提出了一种高效的行星防御方法，通过高速动能穿甲弹粉碎小行星，可在不同预警时间内有效防御直径20-1000米的天体。
2026-11-09 astro-ph.EP physics.soc-ph physics.space-ph
Directed Energy Missions for Planetary Defense
用于行星防御的定向能现在是一个可行的选择，在许多方面优于其他拟议的技术，能够保护地球免受所有已知的威胁。本文介绍了定向能行星防御系统的基本思想，该系统利用激光烧蚀小行星来对目标施加偏转力。一种被称为DE-STAR的概念性原理，即定向能系统瞄准小行星和探索，是一种轨道隔离系统，在其他论文中已有描述。本文介绍了一个更小的，独立的系统称为DE-STARLITE作为DE-STAR的缩小版。两者都具有相同的定向能量阵列的基本遗产，该定向能量阵列将目标的表面加热到高表面蒸气压的点，这导致显著的质量喷射，从而从目标形成材料的喷射羽流，其充当火箭以偏转物体。这通常被归类为激光烧蚀。DE-STARLITE使用常规推进剂发射到低地球轨道，然后使用离子发动机将航天器从低地球轨道推进到近地小行星。在激光烧蚀过程中，小行星本身提供了推进剂源材料;因此，一个非常普通的航天器可以使小行星偏转，其偏转程度远远大于使用离子束偏转（IBD）或重力牵引器的类似飞行任务质量的系统。DE-STARLITE能够偏转一颗Apophis级（直径325米）小行星，根据系统设计，瞄准时间为1至15年（激光开启时间）。该任务在质量和大小方面符合小行星重定向任务（ARM）计划的粗略任务参数。DE-STARLITE还具有比目前提议的更大的行星防御能力，并且易于扩展以匹配威胁。它可以在有足够警告的情况下转移所有已知的威胁。
2016-04-21 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.pop-ph
Placing the Near-Earth Object Impact Probability in Context
该研究利用NEOMOD2模型和JPL Horizons计算140米以上近地天体撞击频率，并将其与车祸等可预防死因对比，发现其概率高于被闪电击中。
2025-09-10 astro-ph.EP
DART Mission Determination of Momentum Transfer: Model of Ejecta Plume Observations
美国航天局的双小行星重定向测试（DART）航天器将撞击[65803] Didymos双星的第二个成员，以便通过动力学撞击进行小行星偏转的首次演示。确定动能撞击向目标物体的动量转移是行星防御的一个主要目标，利用地基望远镜观测Didymos的轨道周期变化，利用LICIACube立方体卫星对DART撞击喷出物羽流进行成像，并对DART撞击进行建模和模拟。由意大利航天局提供的LICIACube将在DART撞击后几分钟飞越Didymos，以解析喷出物羽流的空间结构并研究时间演变。LICIACube喷出物羽流图像将通过确定或限制喷出物携带的动量的方向和大小，帮助确定DART撞击的矢量动量转移。利用DART撞击的点源比例模型，建立了撞击喷出物羽流光学深度模型。该模型适用于预期LICIACube羽流图像，并显示羽流图像如何使喷出物质量与速度分布的特性。随着时间的推移，喷出物羽流的结构由在给定时间到达给定高度的喷出物数量决定。根据LICIACube图像确定的羽流光学深度剖面的演变情况，可以通过区分质量与速度的分布，区分强度控制的撞击和重力控制的撞击。LICIACube羽流图像区分了由不同目标物理特性（主要是强度和孔隙度）导致的羽流结构和演变的差异，从而可以推断这些特性，以改进动量转移的确定。
2020-07-30 astro-ph.EP
