Kann das Gaia-Teleskop kleine vorübergehend gefangene Asteroiden in der Nähe seiner Lagrange-Umlaufbahn erkennen?

Das Gaia-Weltraumteleskop befindet sich in einer Lissajous-Umlaufbahn um den Sun-Earth-Lagrange-Punkt 2. Die Umlaufzeit beträgt etwa 180 Tage und die Größe der Umlaufbahn beträgt 263.000 x 707.000 x 370.000 km. Es wurde theoretisch der Schluss gezogen, dass sich um diesen Lagrange-Punkt eine Population vorübergehend gefangener Orbiter (TCOs) befinden sollte . Alle bis auf eine Handvoll sollten einen Durchmesser von weniger als einem Meter haben und zu klein sein, um von der Erde aus beobachtet zu werden. Es wurde bisher nur eine TCO, 2006 RH120 , beobachtet, eine mit einem Durchmesser von 5 Metern.

Da sich Gaia in einer ähnlichen Umlaufbahn wie die TCOs befindet und in den kommenden Jahren mehrmals den gesamten Himmel abtastet und ein IR-Teleskop empfindlich auf Asteroiden reagiert, frage ich mich, ob es solche TCOs erkennen kann. Und wenn ja, was könnten wir über sie herausfinden? Gaia wird keine Asteroiden in der Nähe verfolgen, wenn es die gleichen Gesamtbetriebskosten mehr als einmal fängt, würde es zufällig sein, nehme ich an. Könnte Gaia etwas über ihre Größen, Umlaufbahnen und Oberflächenzusammensetzungen erfahren?

Nein

Erdnahe Objekte (Near-Earth Objects, NEOs) können vorübergehend erfasst werden, um die Erde zu oriten, wie in der in der Frage zitierten Referenz erläutert. Bei einer solchen Erfassung muss die NEO stets die L1- oder L2-Punkte passieren, die die Sattelpunkte im mitrotierenden binären Potential des Erde-Sonne-Systems sind.

Somit haben diese Objekte gerade genug hochrotierende Energie (Jacobi-Konstante), um über diese Sattelpunkte in die Region um die Erde zu gelangen. Da sie dieser Region nur entkommen können, indem sie durch dieselben Sattelpunkte aussteigen, kann es eine Weile dauern, bis sie den Ausgang "finden", dh sie werden vorübergehend erfasst.

Während ich dieses Papier lese, gibt es jedoch keine Erwartung, dass NEOs auf Umlaufbahnen um die L1 / L2-Punkte erfasst werden. Tatsächlich gibt es keine stabilen Umlaufbahnen um diese Lagrange-Punkte und daher werden keine derart erfassten Satelliten erwartet. Dies ist in der Tat einer der Hauptvorteile eines künstlichen Satelliten. Dies bedeutet auch, dass Gaia von Zeit zu Zeit seine Umlaufbahn korrigieren muss, um auf L2 zu bleiben. Andernfalls driftet es schließlich aus der L2-Region. Dies hat den Vorteil, dass sich dort keine Weltraummüll von solchen Missionen ansammelt.

Um Ihre Frage zu beantworten : Es sind keine Satelliten in der Nähe von L2 zu entdecken. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Asteroid vorbeikommt (auf dem Weg zur oder von der vorübergehenden Gefangennahme), ist eher gering, oder gleichwertig ist die typische NEO, die dort regelmäßig vorbeikommt, gering (etwa 1 m), dh kaum nachweisbar. Darüber hinaus hat jede NEO, die sich in der Nähe von Gaia bewegt, eine große Eigenbewegung und es ist sehr unwahrscheinlich, dass sie bei mehr als einem Scan gesehen wird (und verschiedene Sichtungen können nicht in Beziehung gesetzt werden).

Natürlich können und werden NEOs an anderer Stelle von Gaia entdeckt, wie in einer anderen Antwort erläutert, insbesondere von trojanischen Asteroiden (die L4 / L5 auf stabilen Umlaufbahnen umkreisen) von Erde und Mars.

Ja.

Erkennung von Trojanischen Asteroiden des inneren Sonnensystems durch Gaia (pdf):

Der Gaia-Satellit, der 2013 von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) gestartet werden soll, ist nach Hipparcos die Astrometrie-Mission der nächsten Generation. Während der Kartierung des gesamten Himmels wird erwartet, dass die Gaia-Weltraummission Tausende von Objekten des Sonnensystems entdeckt. Dazu gehören erdnahe Asteroiden und Objekte mit einer Sonnendehnung von nur 45 Grad, die mit bodengestützten Teleskopen nur schwer zu beobachten sind. Wir präsentieren die Ergebnisse von Simulationen zum Nachweis trojanischer Asteroiden in den Umlaufbahnen von Erde und Mars durch Gaia .