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Evaluation of NEA deflection techniques. A fuzzy Multi-Criteria Decision Making analysis for planetary defense
Acta Astronautica ( IF 3.5 ) Pub Date : 2020-11-01 , DOI: 10.1016/j.actaastro.2020.06.043
J.M. Sánchez-Lozano , M. Fernández-Martínez , A.A. Saucedo-Fernández , Josep M. Trigo-Rodriguez

Abstract Current statistics on the flux of impactors on the Earth reveal that asteroids with a diameter larger than few hundreds of meters are unlikely to reach the Earth’s orbit, although their potential effects on the life of our planet could be quite catastrophic. The present article assesses a set consisting of four deflection approaches, namely: kinetic impactor, ion beam deflection, enhanced gravity tractor, and laser ablation to be applied to mitigate a hypothetic impact with an asteroid smaller than 250 meters in diameter. This size range corresponds to the most common impactors that occur in timescales of less than 100.000 years. With the current discovery rate for small asteroids, such a range of diameters could be of interest to assess a future impact forecast, and quantify our capacity to react in time. To achieve this, a set of eight criteria are used: build time; active deflection duration; asteroid rotation; asteroid composition; asteroid structure; asteroid shape; level of maturity of a NEA deflection technique; and mission risk. This assessment is carried out with a combination of Multi-Criteria Decision Making tools and fuzzy logic, which enables proper management of imprecise criteria. The valuable knowledge provided by a group of experts enabled the importance of each attribute and the evaluation of these NEA deflection techniques to be quantified. Our results suggest that the kinetic impactor is the best option to deflect mid-size NEAs, whereas for larger asteroids, enhanced gravity tractor, and laser ablation become to be more appropriate.

中文翻译:

NEA 偏转技术的评估。行星防御的模糊多准则决策分析

摘要 目前关于地球撞击物通量的统计数据表明,直径大于数百米的小行星不太可能到达地球轨道,尽管它们对我们星球的生命的潜在影响可能是灾难性的。本文评估了一组由四种偏转方法组成的集合,即:动力撞击器、离子束偏转、增强重力牵引器和激光烧蚀,用于减轻对直径小于 250 米的小行星的假设撞击。这个大小范围对应于发生在不到 100.000 年的时间尺度内的最常见的撞击物。以目前小行星的发现率,这样的直径范围可能有助于评估未来的撞击预测,并量化我们及时反应的能力。为了达成这个,使用了一组八个标准:构建时间;主动偏转持续时间;小行星自转;小行星组成;小行星结构;小行星形状;NEA 偏转技术的成熟度;和任务风险。该评估结合了多标准决策工具和模糊逻辑,可以对不精确的标准进行适当管理。一组专家提供的宝贵知识使每个属性的重要性和对这些 NEA 偏转技术的评估得以量化。我们的结果表明,动力撞击器是偏转中型 NEA 的最佳选择,而对于较大的小行星,增强重力牵引器和激光烧蚀变得更合适。小行星结构;小行星形状;NEA 偏转技术的成熟度;和任务风险。该评估结合了多标准决策工具和模糊逻辑,可以对不精确的标准进行适当管理。一组专家提供的宝贵知识使每个属性的重要性和对这些 NEA 偏转技术的评估得以量化。我们的结果表明,动力撞击器是偏转中型 NEA 的最佳选择,而对于较大的小行星,增强重力牵引器和激光烧蚀变得更合适。小行星结构;小行星形状;NEA 偏转技术的成熟度;和任务风险。该评估结合了多标准决策工具和模糊逻辑,可以对不精确的标准进行适当管理。一组专家提供的宝贵知识使每个属性的重要性和对这些 NEA 偏转技术的评估得以量化。我们的结果表明,动力撞击器是偏转中型 NEA 的最佳选择,而对于较大的小行星,增强重力牵引器和激光烧蚀变得更合适。这可以对不精确的标准进行适当的管理。一组专家提供的宝贵知识使每个属性的重要性和对这些 NEA 偏转技术的评估得以量化。我们的结果表明,动力撞击器是偏转中型 NEA 的最佳选择,而对于较大的小行星,增强重力牵引器和激光烧蚀变得更合适。这可以对不精确的标准进行适当的管理。一组专家提供的宝贵知识使每个属性的重要性和对这些 NEA 偏转技术的评估得以量化。我们的结果表明,动力撞击器是偏转中型 NEA 的最佳选择,而对于较大的小行星,增强重力牵引器和激光烧蚀变得更合适。
更新日期:2020-11-01
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