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Asteroiden-Ablenkung – ein Vorschlag

Asteroid Deviation — a Proposal
Wenn ein Asteroid entdeckt wird, der in der Zukunft mit der Erde zu kollidieren droht, möchte man ihn von dieser Bahn ablenken, damit er an der Erde vorbei fliegt. Bisher überlegt man dazu, ihn per Impakt eines schweren Geschosses oder per (nuklearer) Explosion abzulenken. Das sind aber punktuelle Wirkungen, die unbedingt exakt treffen müssen und nur mit Riesenaufwand wiederholt werden können. Außerdem muss ein Impakt dann aus voller Fluggeschwindigkeit geschehen, ohne dass man sich vorher in eine möglichst gute Richtung positionieren könnte. When an asteroid is discovered which threatens to collide in future with earth, we want it to deviate from this trajectory, so that it will pass earth in a secure distance. Currently plans are to achieve this by an impact of a heavy body or by a (nuclear) explosion. Yet these are pinpoint hits which have to reach their aim with very high precision regarding route and timing and only could get repeated with another enormous effort. Also, such an impact has to happen out of full speed of flight without much opportunity to aim previously for a best possible direction.
Ein anderer Denkansatz verwendet ein großes Sonnensegel, das den Sonnenwind einfangen und eine Ablenkung bewirken soll. Diese Wirkung ist allerdings sehr gering und muss sehr lange wirken, und die Position des Segels muss über diese lange Zeit auch stabil gehalten werden. Und wenn der Asteroid rotiert, und das machen eigentlich alle, ergeben sich weitere Probleme: Das Halteseil würde sich aufwickeln. A different approach uses a big sun sail which catches the solar wind and shall achieve some deviation. Yet this effect is rather small and has to remain in action for a very long time, and the position of the sail has to remain stable over all this long time. And if the asteroid is rotating, which is the case for practically all of them, further problems arise: The connecting rope would wind up around the asteroid body.
Ein vierter Ansatz soll als Schwerkrafttraktor arbeiten, indem eine schwere Sonde neben dem Asteroiden herfliegen und ihn mit der Zeit in ihre Richtung ablenken soll. Die Wirkung stelle ich mir hier aber bei realistischen Sondenmassen als sehr gering vor. A fourth approach shall work as a gravity tractor, in that a heavy probe flies besides the asteroid and drags that into that side direction. With realistic probe masses assumed, I imagine only a very, very small effect.

Meine Idee

My Idea
Es gibt sehr verschiedene Arten von Asteroiden und ihrem Gefährdungspotenzial. Manche werden erst im letzten Moment entdeckt, so dass bei ihnen nur noch die direkten, schnellen, gewalttätigen Gegenmaßnahmen helfen. Dann wiederum gibt es diejenigen, die man schon länger kennt und bei denen bekannt ist, dass sie sich wiederholt in Erdnähe bewegen. Bei ihnen kann es der Fall sein, dass man vorausberechnen kann, dass sie in soundsoviel Jahren womöglich mit der Erde kollidieren könnten, mit möglicher desaströser Wirkung. Beispiele sind [de-WP (99942) Apophis] und [de-WP (101955) Bennu]. Man hätte dabei also eine beträchtliche Vorlaufzeit. Für diesen Fall habe ich ein wesentlich sanfteres, dafür präziseres Verfahren überlegt: There are very different kinds of asteroids and their threat potential for the earth. Some get detected only in the very last moment, so that only the direct, fast, violent counter measures can help. Then again there are such asteroids that are well known since considerable time and which are known to get near to the earth repeatedly. For them it is possible that one can calculate that they will collide with earth in so and so many years with some probability, with potentially desastrous consequences. Examples are [en-WP 99942 Apophis] and [en-WP 101955 Bennu]. So there would be a considerable lead time, where counter measures can be planned and executed. For this case, I have come around with a much smoother, but more precise method:
Man landet eine Sonde weich auf dem Asteroiden. Per herkömmlicher Solar-Voltaik sammelt sie Energie und spannt damit eine Federkanone (Prinzip wie Luftgewehr) und verschießt damit Gesteinsbrocken in die passende Richtung, um per Rückstoß eine Ablenkung zu bewirken. Die Gesteinsbrocken sammelt man einfach auf der Oberfläche des Asteroiden ein. How about landing a probe on the asteroid, accumulating energy per common solar voltaics and feed this into a mechanical spring driven cannon, similar to an airgun, and use it to shoot stones from the asteroid surface in the fitting direction, thus causing a recoil and the wanted deviation. The stones are simply picked up from the surface of the asteroid around the probe.
Ein einzelner Schuss hat nur eine extrem geringe Auswirkung. Es soll aber nicht bei einem bleiben, sondern es sollen ständig weitere Schüsse erfolgen, so schnell, wie es die Energieversorgung hergibt. A single shot would only cause an extremely small effect. But it shall not remain a single one, instead there shall happen repeatedly more shots, as many and as frequent as the energy supply can support.
Alternativ zu einer Kanone könnte man auch an eine Schleuder oder an ein Katapult denken, in der Art einer Tontauben-Wurfmaschine, aber rein nach meinem Bauchgefühl wäre das wackliger, aufwendiger und anfälliger. Alternatively to a cannon you could also consider a sling or a catapult, like a clay pigeon shooting trap, but from my feeling, this would lead to a very instable and less robust setting in such an environment.
Die Kanone hätte eine Art Topf, in den die Steine gelegt/geworfen werden, und der dann wie bei den menschlichen Kanonenkugeln im Zirkus abgeschossen wird. Danach wird er wieder zurückgeholt und die Feder wieder gespannt. The cannon would have some pot in which the stones get thrown or lain into, which then would be launched like with those human cannon balls in some circus shows. Afterwards it will be drawn back, and the spring will become loaded again for the next shot.
Dieser Vorgang könnte jahrelang laufen, um so über die Zeit die benötigte Wirkung zu entfalten. (Das ist ein Szenario, das verblüffend dem Filmhelden Wall-E ähnelt ...) This whole procedure could run for years and years, so to accumulate enough effect on the asteroid path over time. (This is a scenario which appears surprisingly similar to the movie hero Wall-E ...)
Mit derselben Solarenergie betreibt man einen Roboterarm incl. Kamera (oder mehrere Arme, s. u.), der – später autonom – Gesteinsbrocken in der Umgebung der Sonde findet, aufhebt und in die Kanone füllt. Die Kamera benötigt in diesen fernen, dunklen Gegenden des Alls ihre eigene Lichtquelle. With the same solar energy we operate a robot arm with an attached camera (or several arms, see below), which — later autonomously — finds rocks or stones in the environment of the probe, picks them up, and fills them into the cannon. The camera needs an own light source in those dark, remote space areas.
Von den Asteroiden Ryugu und Bennu gibt es gute Bilder von ihren Oberflächen (siehe [WP]), die mit denen von anderen Missionen (z. B. Komet Tschurjumow-Gerassimenko mit der Rosetta-Mission) übereinstimmen: Darin erkennt man, dass die Oberfläche dieser Körper von geröllartigen Steinansammlungen gebildet wird. Es könnte allerdings sein, dass diese Steine nicht frei beweglich sind, sondern durch tiefgefrorene Wasserspuren verklebt sind. Die später erwähnte Hayabusa-Sonde ist derzeit auf dem Rückweg zur Erde mit Bodenproben vom Asteroiden Ryugu. Das NASA-Projekt OSIRIS-REx hat das gerade am Asteroiden Bennu untersucht und herausgefunden, dass die Steine ziemlich locker auf der Oberfläche liegen. Also scheint das eher kein Problem darzustellen. From the asteroids Ryugu and Bennu there exist good images from their surfaces (see [WP]), which are similar to those from other missions (e.g. comet Churyumov–Gerasimenko with the Rosetta mission): There we can find that the surfaces of these bodies are built of gravel-like stone aggregations. Yet it might turn out that these stones are not freely movable, but may be glued to one another through deep-freezed water traces. The beneath mentioned Hayabusa probe is currently on its way back home to earth bringing soil samples. The NASA project OSIRIS-REx just has researched this with the asteroid Bennu and has found that the stones are lying rather loosely on the surface. So this issue seems to be less of a problem.
Was betont werden muss: Während dieser ganzen Mission, die sich über mehrere Jahre erstrecken kann, braucht die Sonde keinerlei Brennstoff zum Betrieb irgendwelcher Steuerdüsen! Das muss man vor allem vergleichen mit dem Konkurrenzkonzept des Schwerkrafttraktors, der praktisch ständig im freien Raum neben dem Asteroiden in optimaler Nähe, jedoch ohne ihn zu berühren, manövrieren muss. It has to be noted: During this whole mission, which can spread across several years, the probe does need not any fuel for some thrusters! You have to compare this especially with the concurring concept of the gravity tractor. That has to maneuver permanently in the free space besides the asteroid, in optimal closeness, but not touching it.

Kanone

Cannon
Die Kanone könnte man einerseits als geschlossenes Rohr ausführen, in dem der Topf mit dem enthaltenen Geröllstein aufwärts geschossen wird. Alternativ könnte statt des geschlossenen Rohrs auch eine offene Konstruktion aus drei Streben verwendet werden, an denen der Topf auf Rollen oder Gleitlagern hochläuft. Jede dieser Varianten hätte Vor- und Nachteile, wenn es um das Problem von Steinkrümeln oder Staubansammlungen in ihrer Mechanik geht. The cannon could either be built as a closed pipe, in which the pot with the contained gravel stone(s) will be shot upwards. Or, alternatively, instead of a closed pipe as an open arrangement of three struts, where the pot runs upwards by means of rolls or plain bearings. Each of these variants would show advantages or disadvantages when it comes to problems with stone crumbs or aggregations of dust in their mechanics.
Man kann die Kanone auch als Katapult ansehen, das den Topf nach oben schleudert. Als Vorbild kann hierfür das Katapult im [de-WP Fallturm Bremen] herangezogen werden. The cannon can also be considered as a catapult that tosses the pot upwards. There is a working sample for such a device in the [en-WP Fallturm Bremen] (drop tube or drop tower).
Für die Ausführung in Form einer Schleuder könnte man vorhandene Mechanik von Tontauben-Wurfmaschinen verwenden. Dann müssten allerdings beim Wurf große seitliche Kräfte abgefangen werden, die Standfestigkeit wäre bei der geringen Gewichtskraft auf so einem Körper sehr bedroht. For the variant as a sling or catapult one could use the existing designs of clay pigeon shooting traps. But then for each shot one would have to cope with huge side forces. The stability of the whole position would be seriously challenged, considering the tiny downforce by weight on such a small celestial body.

Geschwindigkeit

Speed
Ein weggeschleuderter Stein muss so schnell sein, dass er aus dem Schwerefeld des Asteroiden komplett hinausfliegen kann. Sonst kommt er wieder zurück, und der Asteroid wird gar nicht abgelenkt. Der Stein muss also die zweite kosmische Geschwindigkeit bezogen auf diesen Asteroiden erreichen und überschreiten. A stone shot away from the asteroid needs to be fast enough that it can escape the gravity field of the asteroid completely. Else it will return, and the asteroid won't deviate at all. So the stone has to reach and surpass the escape velocity regarding this asteroid.
Wenn man den Marsmond Phobos als Modell für einen typischen Asteroiden heranzieht, wird in der Wikipedia vorgerechnet, dass die erste kosmische Geschwindigkeit – für eine oberflächennahe [de-WP Umlaufbahn] – etwa 33 km/h beträgt. Die zweite kosmische Geschwindigkeit ist dann um den Faktor sqr(2) größer, also ca. 47 km/h. Das ist alles noch im Rahmen und sollte mit einfacher Mechanik erreichbar sein. Man muss sich ja beispielsweise auch keinerlei Gedanken über den Luftwiderstand machen. If the Mars moon Phobos is taken as a model for a typical asteroid, the orbital velocity for a low orbit amounts to about 33 km/h, see German Wikipedia: [de-WP Umlaufbahn] (orbit). The escape velocity then is that speed multiplied with a factor of sqr(2), resulting in 47 km/h. That is all in all a comfortable value, achievable with standard mechanical means as discussed above. And in the end you even don't need to worry about air drag!

Energieversorgung

Energy Supply
Wenn die Solarenergie nicht ausreicht, weil man den Asteroiden beispielsweise schon sehr weit draußen im Sonnensystem abpassen will, kann man auch auf alternative Energiequellen ausweichen. Die Voyager- und Horizon-Sonden haben es mit nuklearen Batterien vorgemacht. If the solar energy does not suffice, e.g. because you want to visit the asteroid already far away out in the solar system, one can also change to alternative energy sources. The Voyager and Horizon probes have demonstrated this with nuclear batteries.

Ausrichtung, Timing

Orientation, Timing
Bei solchen größeren Entfernungen ist auch ein Modul mit Sternsensor / star tracker vorzusehen, mit dem sich die Sonde im Raum orientieren kann. Das wird nicht nur für den einmaligen Anflug benötigt, sondern auch während der Aktivität, um sicherzustellen, dass man die Kanone in einem Augenblick abfeuert, wenn sie während der Eigenrotation des Asteroiden in eine passende Richtung zeigt. With such big distances, also a module with a star tracker should be provided, with which the probe can determine its orientation in space. That is not only needed for the one-time flight to the asteroid, but also during the whole activity, to make sure the cannon will be fired in a moment when it aims into a fitting direction during the rotation of the asteroid.

Mobilität auf der Oberfläche

Mobility on the Surface
Weiterhin kann man die ganze Sonde mobil machen, damit sie besser an geeignete Gesteinsbrocken herankommt. Die Fahrmechanik könnte man an die der Logo-Turtle angleichen. Oder man benutzt die im Folgenden besprochenen Greifarme zusätzlich als Insektenbeine, auf denen die Sonde laufen kann. Further, one should design the whole probe as mobile on the asteroid's surface, so that it can better access usable stones. The driving mechanics could be derived from the old Logo turtle. Or one uses the robot arms covered in the following chapter like insect legs, on which the probe can walk.

Mehrere Greifarme

Several Robot Arms
Man kann hier zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen. Im Sinne der Modularität könnte ich mir vorstellen, dass die Sonde nicht nur über einen einzelnen Greifarm zum Sammeln von Steinen verfügt, sondern über sechs davon, angeordnet an einer sechseckigen Basis. Dann kann einerseits ein größerer Bereich um die Sonde schnell abgegrast werden, und andererseits können die Arme mit ihren Klauen auch als Halteklammern beim Schuss verwendet werden. Da krallen sie sich mit ihren scharfkantigen Zangen (ggf. mit extra dafür angefügten Hakenstrukturen) in den Untergrund, um die Sonde von unkontrollierten Hüpfern abzuhalten. With this idea you can reach two goals at once. Regarding modularity, it is imaginable that the probe not only has one such robot arm for gathering stones, but perhaps like six of them, arranged on a hexagonal base. Then for one a bigger area around the probe can be harvested faster for stones, and the arms with their claws can serve as clamps during a shot, so that the probe does not topple over. Perhaps the claws will have to get equipped with special hook structures that grip into the ground to keep the probe from uncontrolled bouncing.
Außerdem kann man die sechs Arme auch als Insektenbeine ausbilden, so dass die Sonde auf ihnen laufen und einen Ortswechsel vornehmen kann. Im Notfall können die Arme so ggf. auch eine umgestürzte Sonde wieder aufrichten. Angesichts der geringen Schwerkraft auf so einem kleinen Asteroiden braucht man auch keine allzu großen Kräfte, um sich mit den Armen zu erheben. Jeder der Arme muss mit einer eigenen Kamera zum Suchen des nächsten Steins ausgerüstet sein. Alle Arme sollten zur Einfachheit gleich ausgeführt werden. Additionally the six arms can be designed like insect legs, so that the probe can walk on them and achieve a position change. In an emergency, such arms could also help to resurrect a probe in case it has toppled over. Considering the minimal gravity on such a small asteroid, only very small forces are necessary to lift the probe by means of the arms. All arms should be designed equal, including a camera for each one, for simplicity and redundancy.

Nochmal Ausrichtung

Again Orientation
Die Sonde verfügt über Sensoren, die die aktuelle Ausrichtung auch bei Rotation des Asteroiden verfolgen können. So kann man sicherstellen, dass durch Wahl des korrekten Zeitpunkts des nächsten Feuerns die optimale Wirkung gewährleistet wird. The probe comes with sensors which can detect its current orientation also during the rotation of the asteroid. Thus it can be assured that through the choice of the correct time of the next shot its optimal effect can be assured.
Da ein Asteroid praktisch immer rotiert, muss der Schuss ja zu einem geeigneten Zeitpunkt erfolgen, und zwar a) erst, wenn genügend Energie gesammelt und die Kanone gespannt wurde, und b) wenn die Kanone (halbwegs) in die richtige Richtung zeigt. Mindestens halt in den richtigen Halbraum. Ob man das Kanonenrohr selbst beweglich und ausrichtbar auslegen soll, ist zweischneidig: Bei schrägem Schuss könnten sich bei der geringen Schwerkraft ernste Standunsicherheiten des ganzen Apparats ergeben, und die zusätzlichen Gelenke und Antriebe wären eine weitere Fehlerquelle. Also plädiere ich eher für ein fixes, senkrechtes Kanonenrohr. As an asteroid practically always is rotating, the shot has to happen at a suitable point in time, meaning a) only when enough energy has been accumulated and the cannon is armed, and b) when the cannon aims (halfways) into the right direction — at least just into the right half-space. Whether to design the cannon barrel itself as movable and orientable, is a two-sided issue: After a slanted shot and with the tiny gravitation of the asteroid, serious instabilities of the whole device could occur, and the additional joints and motors would mean an additional source of failure. So, I vote more for a fixed, upright barrel.

Komponenten

Components
Alle aufgeführten Komponenten des Systems (ok, außer der Kanone) gibt es schon, waren in diversen Missionen erfolgreich im Einsatz. Wenn man großzügig herangeht, könnte man alle Komponenten sozusagen aus dem Regal nehmen und zusammenstellen. Wie oben ausgeführt, werden wahrscheinlich speziell ausgelegte Greifarme mit Greifzangen und einigen zusätzlichen Details benötigt. In der Praxis dürfte es wohl doch die eine oder andere Stolperschwelle geben. All listed components of the system (ok, safe the cannon) are already existing, were parts of diverse successful missions. When you look at it a bit generously, one could take all components simply from the shelf and join them together. As detailed above, we probably would need specially designed robot arm grip clamps with some additional details. In practical life there sure will occur one or the other stepping stone.

Vorbild: Hayabusa-2-Mission zu Ryugu

Pattern: Hayabusa 2 Mission to Ryugu
Man sollte sich die Hayabusa-2-Mission zum Asteroiden Ryugu zum Vorbild nehmen: Erst in eine Umlaufbahn um den Asteroiden gehen, ihn ausführlich erkunden, sorgfältig einen geeigneten Landeplatz aussuchen und dann erst landen. Von da an dann ggf. weiter auf der Oberfläche herumwandern. One should follow the Hayabusa 2 mission to the asteroid Ryugu as a pattern: First navigate into an orbit around the asteroid, explore it sufficiently from there and choose carefully a suitable landing place. Only after this, the actual landing will be performed. From there on wander across the surface if needed.
Um kontrolliert auf der Oberfläche zu landen, sollten die Steuerdüsen reichen, mit denen die Umlaufbahn vorher gesteuert wurde. Ob diese Abstiegsstufe mit den Düsen wie beim Curiosity-Rover vor oder nach der Landung abgetrennt oder abgeworfen werden sollte, ist zu erwägen. Für mich scheint das vorteilhaft. To land on the surface in a controlled fashion, the steering thrusters should do, which before had controlled the orbit navigation. Whether this landing gear with its thrusters should get dropped off like with the Curiosity rover is to be determined. For me this sounds advantageous.

Optimierungen

Optimizations
Man kann allgemein noch Optimierungsrechnungen durchführen, ob es besser ist, kleine Steinchen zu verschießen, dafür öfter, oder eben größere, dafür seltener. Je nach Kamerabildauswertungen kann man diese Strategie auch an die vorgefundene Oberflächenstruktur am Sondenlandeplatz anpassen: Wenn es nur kleine Steinchen gibt, dann muss man eben die nehmen. Das Schöne am beschriebenen Ansatz ist ja, dass man all das im Laufe der Mission flexibel je nach aktueller Lage anpassen kann. You can perform general optimization calculations, whether it is better to shoot smaller stones but more often, or preferably bigger ones but only infrequently. Depending on camera image evaluations, one can adapt this strategy to the found surface structure at the probe's landing place: If there are only small stones then one must use those, period. The beauty of the proposed approach is that all this can be adapted during the whole mission always according to the current situation.
Man kann auch optimieren, welche Genauigkeit man für die richtige Position beim Schuss bei Rotation des Asteroiden braucht. Wenn man weniger Genauigkeit fordert, kann man schneller schießen. Das kann man abwägen. You can also optimize which precision is needed for the suitable position for a shot during rotation of the asteroid. When you demand less precision, you can shoot faster, more often, but with calculatably smaller effect. That is a trade-off.
Man kann auch überlegen, mehrere/viele Steinchen gleichzeitig zu verschießen, also wie bei Schrot. Es könnte sein, dass das im Vakuum des Raums eine kleinere Streuung als in der Luftatmosphäre der Erde bewirkt, das wäre überprüfbar. You can also discuss to shoot not only one, but a whole bunch of (smaller) stones in one shot, as with shot pellets. It could turn out that this causes a smaller spread in the vacuum of space than in the atmosphere of earth. This should be explorable.
Wenn man zwecks Effizienzsteigerung noch ein bisschen mehr Aufwand betreiben möchte, kann man eine Art Magazin für gesammelte Wurfgeschosse hinzufügen. Der Sammel-Roboterarm packt Steine nicht mehr direkt in die Kanone, sondern in freie Magazin-Fächer. Wenn das Kanonenrohr dann in die richtige Richtung zeigt und genug Energie gespeichert ist, werden so viele Steine direkt nacheinander aus dem Magazin heraus (und Umladen in die eigentliche Kanone) abgeschossen, wie der Vorrat bzw. der Energievorrat reicht. If one wants to put a bit more effort into efficiency gain, one could add some kind of magazine for picked up stones. The gathering robot arm puts a stone no more directly into the cannon, but into free magazine cells. When the cannon barrel then points into the right direction and enough energy has been accumulated, as many stones are fired directly following each other from the magazine (and cross loading into the actual cannon), as far as the supply reaches.
Um die begrenzte Leistung, die von der Solarvoltaik geliefert wird, effizient auszunutzen, ist ein intelligentes Leistungsmanagement notwendig. Insbesondere wird man wohl nur jeweils einen Greifarm zur Zeit aktivieren, auch während Wanderungen über die Asteroidenoberfläche. Solche Software, die die vorhandenen Module je nach Situation aktiviert bzw. schlafen legt, gibt es schon in anderen Raumsonden und kann von denen im Prinzip übernommen werden. The power generated by the solar voltaics is limited, and to use this efficiently, some intelligent power management appears necessary. Especially only one robot arm should be switched active at any certain time, also during moving across the asteroid surface. Such software, which activates the existing modules or puts them into some sleep mode according to the situation, exists already in other space probes and can be copied from them.

Skalierung

Scaling
Wenn der Asteroid größer ist und eine einzelne Sonde zu wenig Wirkung entfalten würde, oder wenn man nicht viele Jahre Zeit hat und es schneller gehen müsste, kann man den Ansatz auf zwei Wegen skalieren: Alle Komponenten größer auslegen oder einen ganzen Schwarm solcher Sonden aussenden. Da die Sonden größtenteils autonom operieren müssen (wegen der langen Übertragungszeit von Befehlen), muss dann noch eine Komponente zur Kollisionsvermeidung der Sonden untereinander ergänzt werden. An der Spitze des Kanonenrohrs könnte man ringsum mehrere LEDs anbringen, die in einer bestimmten Frequenz blinken. Die Kameras, die auf jedem Greifarm installiert sind, können dieses Blinken erkennen und die Sonde zum Ausweichen veranlassen. If the asteroid is bigger and a single probe would achieve too little effect, or when there are just not many years time available and it needs to happen faster, you can scale the approach in two ways: Layout all components bigger or use a whole swarm of such probes. As the probes will have to operate autonomously for most of the time (because of the long transmission times of data and commands), another component for collision avoidance of the probes among each other needs to be added. At the tip of the cannon barrel one could place several LED's on the circumference, which blink at a certain frequency. The cameras which are installed on every robot arm can detect this blinking and cause the probes to detour and avoid a collision.

Langzeitbetrachtung

Long Time Consideration
Das Ganze kann ohne Umstände jahrelang kontinuierlich laufen, ohne dass man irgendwelche Betriebsmittel nachliefern müsste, die Anlage kann weitgehend autonom arbeiten. Das scheint mir der Hauptvorteil dieses Ansatzes zu sein. Denn ein angedachter Einsatzfall besteht ja darin, dass man die Gefahr schon sehr früh bemerkt, dass der Asteroid die Erde beispielsweise erst drei Umläufe später treffen wird, die diverse Erdenjahre dauern werden. Mein Bauchgefühl sagt mir, dass man auf diese Weise bestimmt deutlich mehr Impuls auf den Asteroiden auswirken kann als mit einem Sonnenwindsegel. All this can operate for years continuously without a hazzle, without need to refill any fuel or other stuff. The device can operate autonomously for most of the time. This appears to me as the main advantage of this approach. The imagined emergency case is after common theories that the danger is detected really early, that the asteroid will hit earth e.g. only after three more orbits around the sun which will last diverse earth years. My feeling is that we can affect the asteroid this way much more than by a solar wind sail and cause the probes to detour and avoid a collision.

Autonomie

Autonomy
Da die Sonde wahrscheinlich in sehr großer Entfernung von der Erde arbeiten muss, kann nicht jede ihrer Aktionen von der Erde aus gesteuert werden. Die Anflugphase nach bisherigem Stand der Technik wohl doch. Zusätzlich die ersten Steinsammel- und Schussaktionen am Einsatzort überhaupt. Sobald die Sonde aber auf ihren Einsatzort trainiert ist, muss sie in einen autonomen Modus wechseln, in dem sie a) die Umgebung per Kamera erfasst, b) einen geeigneten Stein auswählt, c) diesen greift, d) ihn in die Kanonenschale legt, e) dann wartet, bis das Kanonenrohr in die richtige Richtung zeigt, um sie f) schließlich abzufeuern. Zusätzlich kann die Sonde noch autonom g) einen Ortswechsel einleiten, wenn die Steine am bisherigen Platz verbraucht sind, wobei sie dann h) die Koordination mit ggf. weiteren Sonden in der Nähe beachten muss sowie i) die Geeignetheit des neuen Standorts schon vorab absichern muss. Aber auch im autonomen Betrieb müssen alle Aktionen mindestens per Kontrollmeldungen, besser noch mit Videoaufnahmen unterfüttert, zur Erde zurückgemeldet werden, zur Kontrolle. As the probe will have to operate probably in a very big distance from earth, not every of its actions can be controlled from earth. The approaching phase yet still, after the current state of technology. Additionally the first stone gathering and shooting actions in place, too. But as soon as the probe is trained for its respective location, it will have to change into an autonomous mode, in that it a) detects the details of the surrounding per camera, b) selects a suitable stone, c) grips that, d) puts it in the cannon pot, e) then waits until the cannon barrel points into the right direction, f) to eventually fire it. Additionally the probe can also autonomously g) initiate a location change, if the stones at the current site have been used up, while it h) has to obey the coordination with respective further probes in its neighborhood and i) has to assure the suitability of the new location in advance. Yet also in autonomous operation, all actions have to be sent as control messages back to earth at least, favorably enhanced with video takes, for checks.

Vergleich mit Kometen

Comparison with Comets
Gerade haben wir den Kometen NEOWISE kennengelernt. Er hat einen wunderbaren Schweif, genauer gesagt mehrere, einen eher bestehend aus Gas, ein anderer aus Staub. Ein Leser wird sich fragen, ob das nicht viel größere Massen sind, die auf diese Weise vom Kometen abgestoßen werden, als bei der vorgeschlagenen Sonde. Da sich diese Schweifbestandteile vollkommen vom Kometen trennen, haben sie auch genügend Relativgeschwindigkeit. Darauf gibt es mindestens zwei Antworten: We just made acquaintance with the NEOWISE comet. It's got a wonderful tail, more precisely more than one. One consists of gas, another one of dust. Some reader will ask whether this doesn't mean much bigger masses which have been separated from the comet than in the case of the proposed probe. That the tails have completely separated from the comet also means they have got enough velocity relative to the comet. For this there are at least two answers:
Zum Einen erfolgt die Abstoßung nicht in eine bestimmte Richtung. Erst nachträglich werden die leichten Bestandteile der Schweife durch den Sonnenwind in die sonnenabgewandte Richtung getrieben. (Das unterstützt übrigens doch wieder den Grundansatz mit einem großen Sonnensegel.) For one, the separation is not aimed into a certain direction. Only afterwards the light components of the tails are driven into the off-solar direction by the solar wind. (By the way, this supports again the basic approach with a big solar sail.)
Zum Anderen sagt ja keiner, dass dieses abgestoßene Schweifmaterial nicht auch eine Ablenkung des Kometen bewirkt. Zwangsläufig betrachten wir das in der Regel aus großer Ferne, so dass wir das wegen der Kleinheit des Effekts kaum quantitativ messen können. Und die Richtung, in die diese Ablenkung passiert, ist in keiner Weise nach unseren Bedürfnissen beeinflussbar. For two, nobody is saying there were no deviation of the comet by this separated tail material. We can observe all this normally only from a far distance, so that we hardly can measure the effect quantitatively, because of its small size. And the direction into which this deviation happens is in no way possible to be influenced by us and our needs.

Mögliche Probleme

Possible Problems
Ein Detail, das bisher noch nicht gut bekannt ist, ist die genaue Beschaffenheit der Oberflächenstrukturen solcher Asteroiden. Einerseits sieht man auf Detailbildern geröllartige Steinansammlungen. Andererseits aber auch sehr scharfkantige, kristallähnliche Strukturen. Das Ganze könnte durch eine mehr oder weniger große Menge eingelagerten, tiefgefrorenen Wassers zusammengehalten werden, hart und fest wie Glas. Dann stellt sich die Frage, ob man solche Geröllsteine einfach vom Boden aufpflücken kann, oder ob sie dort sozusagen festkleben. Neue Auswertungen durch das DLR zur Landung der Sonde Philae auf dem Kometen Tschurjumow-Gerassimenko im Zuge der Rosetta-Mission ergaben, dass die Mischung dieses Eisstaubs noch fluffiger als der Milchschaum auf einem Cappuccino sei, eher vergleichbar mit Styropor. One detail which is currently not yet well explored are the precise qualities of the surfaces of such asteroids. On one side you can recognize gravel-like stone aggregations. On the other side there are also sharp-edged crystal-like structures. All that could possibly be held together by a bigger or smaller amount of absorbed, deep-frozen, stone-hard water, like glass. Then the question arises whether you can pick such gravel stones simply from the soil, or whether they stick there tightly. New evaluations (in German) by the German DLR of the landing of the Philae probe on the comet Churyumov–Gerasimenko as part of the Rosetta mission showed that this mixture of ice and dust is even more fluffy than milk froth on a cappuccino, more comparable to styrofoam.
Selbst wenn man sie mit einem Greifarm anfassen und aufheben kann, ist nicht sicher, ob sie dann nicht im nächsten Moment zu Staub zerbröseln und damit nicht mehr handhabbar sind. Das ist noch unbekannt. Es könnte notwendig werden, die Greifelemente der Arme mit Sensoren auszustatten, um den Druck auf den gegriffenen Stein ganz fein dosieren zu können. Oder man legt die Greifer von vornherein eher als Schaufeln denn als Zangen aus. Even if you can grip them with a robot arm and lift them, it is not sure whether they won't fall apart into crumbs in the next moment and thus would not be handable anymore. That is yet unknown. It could become necessary to equip the gripping elements of the robot arms with sensors to be able to dose the pressure on the gripped stone really fine. Or one designs those grip elements from the start more like shovels than as pliers.
Auf jeden Fall kann das zu Aufwirbelungen von Staub führen. Solarkollektoren können dadurch evtl. an Wirksamkeit einbüßen. Zur Abhilfe kann man die Sonde mit oben erwähnten Mitteln im Ganzen bewegen und dabei evtl. etwas schütteln, um dabei Staub loszuwerden. Die Erfahrung mit diversen Mars-Rovern mit Solarpaneelen sollte da weiterhelfen. In any case this can lead to raise much dust. Solar collectors may suffer in their efficieny through this. To solve this, one can move the probe with above mentioned means as a whole and shake it somehow during this to get rid of the dust. The experience with a row of Mars rovers with solar panels should help here.
In dem Konzept gibt es diverse mechanisch bewegte Teile. Sie könnten durch diesen Staub ebenfalls behindert werden, konkret die Greifarme und die eigentliche Kanone. Da muss man entsprechend vorsorgen. In this concept there are diverse mechanically moving parts. They also could be interfered by this dust, especially the robot arms and the actual cannon. One should take provisions for this issue.

Konstruktionsziele

Design Goals
Ziel 1: einfach, einfach, einfach, KISS.
Solar-Voltaik ist ein Massenprodukt, eine Federkanone ist simpel.
Auch der/die Roboterarm(e) ist/sind Stand der Technik.
Die Sensorik zur Ausrichtung per Beschleunigungs- und Rotationsmessung ist ebenfalls Stand der Technik. Man kann es ggf. durch optische Teleskope ergänzen, die wie bei anderen Raumsonden die großräumige Orientierung liefern. (s. o. Sternsensor / star tracker)
Zur weichen Landung auf dem Asteroiden gibt es jetzt schon diverse Projekte, die das vorgemacht haben, wie es sicher funktionieren kann. Eventuell müsste noch eine Mechanik ergänzt werden, um den Apparat auf der Oberfläche zu fixieren, damit er nicht umfällt oder wegspringt. (s. o. mehrere Arme) 		Goal 1: simple, simple, simple, KISS.
Solar voltaics is today a mass product, a spring cannon is simple.
Also the robot arm(s) is/are state of the art.
The sensorics for orientation per acceleration and rotation measurement is also state of the art. In case you can add optical telescopes which will serve for big-range orientation like for other space probes (see above star tracker).
For the soft landing on the asteroid there are already today diverse projects which have pioneered the way how to achieve this in a secure way. Perhaps some mechanical stuff needs to be added to fix the device to the asteroid's surface, so that it does not topple over or jumps off (see above several arms).
Ziel 2: robust, redundant.
Das Solarpaneel könnte aus mehreren Teilen zusammengesetzt werden, so dass bei Beschädigung eines der Teile per Redundanz immer noch Energie gewonnen wird. Wenn wir von sechs Greifarmen ausgehen, können die es auch verkraften, wenn mit der Zeit vielleicht ein oder zwei davon ausfallen. 		Goal 2: robust, redundant.
The solar panel could be put together from several parts, so that in case of a damage to one of these parts per redundancy still energy will be generated. If we assume six robot arms, they also could cope with the case that one or two of them will fall out of operation over time.

Testmöglichkeit

Test Possibility
Da Asteroiden immer so weit weg sind, könnte man doch an einem näheren Objekt üben. Allererste Versuche könnte man auf dem Mond starten, der ist relativ leicht erreichbar, aber würde sich kaum bewegen lassen. Wie wäre es aber mit einem der Monde des Mars, Deimos oder Phobos? Sie haben beide gerade die richtigen Abmessungen und ähneln auch sonst offensichtlich sehr durchschnittlichen Asteroiden. Womöglich sind sie sogar welche, die der Mars vor längerer Zeit mal eingefangen hat. Und wie sollte man sie jetzt ablenken? Bestimmt nicht in Richtung Erde. Aber man könnte sie in etwas höhere Umlaufbahnen umparken. Denn Untersuchungen legen nahe, dass ihre Existenz in der Mars-Umlaufbahn ein nach Weltall-Maßstäben baldiges Ende nehmen könnte, siehe Timeline der Zukunft, Nr. 38 (Buzzfeed) und Phobos-Vermessung (engl.) As asteroids are always so far distant, it would be nice to be able to rehearse on a nearer object. Very first attempts could be started on the moon. That is reachable relatively easily, but would hardly be able to get moved. Yet how about one of the moons of planet Mars, Deimos or Phobos? Both have just the right dimensions and also else are very similar to average asteroids. Perhaps the two even are ex-asteroids which were captured by Mars some longer time ago. And in what direction should they deviate now? Of course not in direction to earth. But one could re-park them into somewhat higher orbits. Because explorations suggest that their existence in the Mars orbit will experience a — for space relations — soon fatal end, see Timeline der Zukunft, no. 38 (Buzzfeed, German) and about Phobos
Ein mögliches Problem hierbei könnte aber sein, dass sich die Umlaufperioden der beiden Monde mit einem Verhältnis von ca. 1:4 in Resonanz zu befinden scheinen. Was passiert, wenn man in so einer Konstellation einen der beiden Monde umparkt, wäre vorher zu überprüfen. One possible problem with this could arise from the fact that the orbit periods of the two moons seem to be in resonance, with a ratio of ca. 1:4. What happens when one re-parks one of the moons in such a constellation, would have to be investigated before.
Video: [YT Two Moons Passing in the Martian Night]
Als weiteres Testobjekt könnte der Asteroid [de-WP (101955) Bennu] dienen. Bilder auf jener Webseite zeigen, dass seine Oberfläche aus vielen Steinen unterschiedlicher Größe besteht, die man aufsammeln könnte. Er wurde schon von einer Sonde besucht, man kennt also sozusagen den Weg, und seine Bahn reicht nicht extrem weit ins äußere Sonnensystem hinaus. Außerdem ist seine Form eher regelmäßig, eine Mischung aus Kugel und Oktaeder, also gar nicht so unregelmäßig wie Phobos. As another test object, the asteroid [en-WP 101955 Bennu] could serve. Pictures on that web page show that its surface consists of a lot of stones of differing sizes which could be picked up. It was already visited by a probe, so the path to it is well known, so to say, and its orbit does not extend too far into the outer part of our solar system. Plus its shape is rather even, a mixture of a sphere and an octahedron, i.e. not at all as irregular as that of Phobos.

Nuklearer Sprengsatz

Nuclear Bomb
Wenn ich mir alle dieser Erörterungen und Randbedingungen ansehe, merke ich, dass die sich zum großen Teil auch auf die Variante mit der Atombombe anwenden lassen können: Gleicher Anflug, zunächst mit Umkreisungen des Asteroiden und dabei Auswahl einer Landestelle, dann erst weiche Landung. Wenn man das sorgfältig genug ausführt, muss auch nicht umpositioniert werden, die Überlegungen zum Herumwandern auf der Oberfläche brauchen hier also nicht beachtet zu werden. Die Lagesensoren werden weiterhin benötigt. Damit läuft es dann aber haargenau wie oben: Wenn die Sonde durch die Rotation des Asteroiden in die richtige Position gelangt, wird die Bombe gezündet. Dadurch wird eine bestmögliche Effizienz erreichbar. Die oben angestellten Überlegungen zur Konsistenz des Asteroiden bleiben ebenfalls erhalten: Reagiert der Asteroid mehr wie ein homogener, harter Klotz oder wie ein loser Schutthaufen? Das ist durch Vorexperimente mit kleineren Impakt-Sonden schon teilweise Richtung Klotz geklärt.

 When looking at all these considerations, I realize that they also can be applied to the variant with a nuclear bomb: Same navigation to the asteroid, first orbiting it and then selection of a landing site, only then a smooth landing. If that is executed properly enough, you also do not need to consider repositioning. The thoughts about mobility on the surface can be ignored. The sensors for the orientation of the probe are still needed. With these, it should work exactly like above: When the probe through rotation of the asteroid gets into the right position, the bomb will get set off. This way the best possible efficiency should be reached. The above mentioned considerations about the consistency of the asteroid also remain in charge: Does the asteroid react more like a homogeneous, hard brick or like a pile of loose gravel? This has already been solved by first experiments with smaller impact probes, resulting in more brick-like consistency.

Alternative: Plasmatriebwerk

Alternative: Plasma Engine (MOA)
Gerade lese ich zufällig etwas über Plasmatriebwerke (heise.de). Die sind in der Raumfahrt ja schon verwendet worden. Was, wenn man so ein Triebwerk statt des antiken Konzepts einer Steinschleuder einsetzen würde? Man würde weiter Material aufsammeln, eher mit Zielrichtung feiner Staub. Dieser würde dann ionisiert und mit einem elektrischen Feld hinausgeschossen werden. Zumindest in der Kanone hätte man dann keinerlei bewegliche Teile mehr. Da ich da aber wirklich kein Experte bin, lasse ich das nur so als Gedankenblitz stehen. I just was reading about plasma engines. They have been used already in space probes. What if you used such an engine instead of the antique concept of a stone cannon? You still would pick up material, only more aiming for dust than solid stones. This dust then would get ionized and shot outwards with an electric field. At least in the cannon, you would no more have any moving parts. As I am not at all an expert in this area, I'll let this as is as a kind of a flash of genius.

Weitere Alternative: Elektromagnetische Beschleunigung

Further Alternative: Electro Magnetic Acceleration
Wer im Schulunterricht den "Thomsonschen Ringversuch" gesehen hat, wo ein Aluminiumring auf dem Kern einer geraden, senkrechten Magnetspule steckt, durch die Strom fließt, und dann bei plötzlichem Ausschalten des Stroms der Ring aufgrund der [de-WP Lenzsche Regel] mit Urgewalt nach oben geschleudert wird, erkennt die Möglichkeiten, die diese Mechanismen auch für unsere Problemstellung hier bieten. Praktische Umsetzungen sind als [de-WP Gaußgewehr] oder [de-WP Railgun] bekannt. Diese wären eine Überlegung wert. When you followed the ring experiment after Thomson, where an aluminum ring is loosely plugged on the core of an upright magnetic coil, which is carrying electric current, and when then the current is suddenly switched off, the ring will be violently catapulted upwards caused by [en-WP Lenz's law], then you will recognize the possibilities which these mechanisms offer for our problem here. Practical implementations are known as [en-WP Coilgun] or [en-WP Railgun]. These could be worth considering.

Resümee

Résumé
Der obige Text entstand über mehrere Wochen und Monate hin und bestand zunächst aus reinen Überlegungen, bei denen auch diverse Alternativen mit ausgearbeitet wurden. Zusammengefasst ergibt sich jetzt folgender konkretere Plan: The text above grew over weeks and months and first consisted mainly of pure considerations where also diverse alternatives were evaluated. This all put together results in the following more concrete plan:
  • Man baut eine Raumsonde mit sechseckiger Struktur.
  • Die Sonde besteht aus zwei Teilen: dem Transporter und dem Lander.
  • Der Transporter arbeitet wie eine Kombination aus dem Transporter der Hayabusa2-Mission zu Ryugu und dem Transporter des Mond-Rovers Curiosity. Er trägt den Lander zunächst in eine Umlaufbahn um den Ziel-Asteroiden, sucht den Landeplatz aus, landet dann, klinkt den Lander aus und fliegt selbst wieder weg, aus dem Anziehungbereich des Asteroiden heraus, um dort nicht zu stören.
  • In der Mitte des Landers steht das Kanonenrohr, aus dem Steine geschleudert werden.
  • Im Kanonenrohr läuft ein Topf, der auf einer mechanischen Feder sitzt, die als Antrieb dient.
  • Die Feder ist im gespannten Zustand als flache, zweidimensionale Spirale ausgeführt, die den Boden unter dem Topf ausfüllt.
  • Die Feder wird von einer Mechanik gespannt, die von den Solarzellen (s. u.) angetrieben wird.
  • Statt der Feder ist auch ein elektromagnetischer Antrieb denkbar.
  • An den Ecken der sechseckigen Basis ist je ein Roboterarm montiert, der Steine aufsammelt und sie in den Topf ablegt.
  • Die Hand des Roboterarms ist komplex geformt: Sie wirkt 1. als Zange mit gewölbten, rauhen Innenseiten; 2. davor als muldenförmige, geteilte Schaufel zum Sammeln von Sand oder Staub; 3. und hat unten oder an der Spitze einen Dorn zum Fixieren am Boden.
  • Der Roboterarm verfügt über mehrere Gelenke und entsprechende Freiheitsgrade: 1. auf der sechseckigen Grundplatte eine horizontale Rotation; 2. ein Gelenk, um den ganzen Arm auf oder ab zu knicken, 3. einiges darüber ein Kniegelenk zum Abknicken, aber auch zum Zurückfalten beim Topf-Befüllen; 4. ein Handgelenk zum Abknicken; 5. eine Rotation für das Handgelenk; 6. ein Klappgelenk für die Handzangen.
  • Das Greifgelenk ist mit einem Kraftsensor ausgestattet, damit Steine nicht aus Versehen zerquetscht werden.
  • Auf jedem Roboterarm sind eine Kamera und eine Lichtquelle montiert.
  • An der Spitze des Kanonenrohrs sind über den Roboterarmen Solarzellen montiert, die beim Start abwärts (fast) in die Senkrechte geklappt sind und nach der Landung in die Horizontale geklappt werden. Im Fall einer einzelnen Sonde (kein Schwarm) können sie auch mehrfach gefaltet sein für eine größere Reichweite. Sie sind weit genug oben montiert, so dass die Roboterarme darunter freien Zugang zum Befüllen des Kanonrohrs haben.
  • Für das Arbeiten in dunkleren Teilen des Sonnensystems ist ggf. eine Nuklearbatterie notwendig.
  • Der Lander verfügt über einen Sternsensor/Star Tracker, um sich im Raum zu orientieren. Damit und mit Beschleunigungssensoren wird der optimale Zeitpunkt bestimmt, zu dem die Kanone während der Rotation des Asteroiden gefeuert wird.
  • Steuerelektronik und Sensoren sind zwischen den Roboterarmen um das Kanonenrohr herum angeordnet.
  • Die Steuerung kann bei Bedarf die Roboterarme zum Gehen über die Asteroiden-Oberfläche verwenden.
  • Bei einem ganzen Schwarm an Sonden sind zusätzliche Module zur Kollisionsvermeidung vorzusehen.
  • Und dann das Ganze auf Phobos oder Bennu testen.
  • A space probe is built with a hexagonal structure.
  • The probe consists of two parts: the transporter and the lander.
  • The transporter works like a combination of the transporter of the Hayabusa2 mission to Ryugu and the transporter of the moon rover Curiosity. It carries the lander first into an orbit around the target asteroid, explores the landing place, lands, detaches from the lander, and flies off, out of the gravitational surrounding of the asteroid, to not disturb anything there.
  • In the middle of the lander is standing the cannon barrel, from which stones get catapulted.
  • Inside the cannon barrel there runs a pot sitting on a mechanical spring which serves as the driving force.
  • The spring is designed as a flat, 2-dimensional spiral which fills the floor beneath the pot in the armed situation.
  • The spring gets armed by a device powered by the solar cells mentioned below.
  • Instead of a mechanical spring also an electromagnetic mechanism appears possible.
  • In each of the corners of the hexagonal basis there is mounted a robot arm which picks up stones and puts them into the pot.
  • The hands of the robot arms follow a complex design: They work 1. as tongs with rough, a bit rounded inner sides; 2. preceded by a spoon-like, parted shovel to pick up sand or dust; 3. and have a spike at the bottom or at the tip to fix the probe on the ground.
  • The robot arm comes with several joints and according degrees of freedom: 1. on the hexagonal base plate a horizontal rotation; 2. a joint to bend the whole arm up or down, 3. further up a knee joint to bend up or down, but also to fold back to fill the pot; 4. a hand joint to bend up or down; 5. a rotational joint in the hand joint; 6. a joint for the hand tongs.
  • The joint for the hand tongs is equipped with a force sensor, so that stones not get squished unintentionally.
  • On every robot arm, a camera and a light source are mounted.
  • At the top of the cannon barrel and above the robot arms there are mounted solar cells, which are moved into vertical position down during start and after landing up into horizontal position. In the case of a single probe (no swarm) they can also be folded into more parts to make for a longer range. They are mounted high enough so that the robot arms beneath have free access to fill the pot in the cannon barrel.
  • To be able to work in darker parts of the solar system there will perhaps be necessary a nuclear battery.
  • The lander comes with a Star Tracker sensor to provide orientation in space. With this plus several acceleration sensors, the optimal moment is determined to fire the cannon during the rotation of the asteroid.
  • Control electronics and sensors are positioned between the robot arms around the cannon barrel.
  • The control can also use the robot arms to walk across the surface of the asteroid if needed.
  • In case of a whole swarm of probes, additional modules are to be provided to avoid collisions.
  • Go and test it on Phobos or Bennu.

Dr. Peter Kittel, Frankfurt am Main, Idee Anfang 2019, erste Formulierung 03.04.2019, Erstveröffentlichung 22.08.2020
Dr. Peter Kittel, Frankfurt am Main, idea early 2019, first written down 03 April 2019, first published 22 August 2020

Links

Links
Wikipedia: Sternsensor (engl. star tracker)


 Wikipedia: star tracker
Wikipedia: Menschliche Kanonenkugel


Wikipedia: Human cannonball
ESA/ESOC Darmstadt:

AIDA-Mission (Impakt-Sonde)

DART-Mission (Impakt-Sonde)

c't zu Impakt-Versuch auf Asteroid Ryugu (29.04.2019)

SPON zu Planspiel um Asteroidenabwehr (02.05.2019)

 ESA/ESOC Darmstadt:

AIDA mission (Impact probe)

DART mission (Impact probe)





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