«Добыча астероидов — это невероятное сочетание науки, техники, предпринимательства и воображения», — говорит Галаш из Aten Engineering. «Проблема в том, что это также классический пример относительно молодой научной области: чем больше мы узнаем об астероидах с помощью таких миссий, как Хаябуса и Розетта, тем больше мы понимаем, что не знаем».Целью конференции «Астероидные науки о пересечениях с космической горной инженерией» (ASIME) 2016, которая проходила 21-22 сентября 2016 года в Люксембурге, было создание среды для подробного обсуждения конкретных свойств астероидов с инженерными потребностями космоса. миссии, использующие астероиды. По итогам конференции ASIME 2016 была получена многослойная записьобсуждений между учеными астероидов и шахтерами астероидов, чтобы понять ключевые проблемы друг друга.Белая книга охватывает вопросы, связанные с необходимостью исследования астероидов при подготовке к добыче полезных ископаемых, поверхности и внутренней части астероида, последствиями для астробиологии и защиты планет, а также другие вопросы, касающиеся политики и стратегии разработки дорожной карты для дальнейшего использования ресурсов астероидов в космосе.
Был выявлен ряд пробелов в знаниях: добытчикам астероидов нужен доступ к карте известных СВА с орбитой, подобной земной, чтобы они могли точно настроить свой выбор потенциальных целей. Многие объекты — пока — неоткрытые, или о них известно очень мало, поэтому также существует необходимость в разработке специальной программы по обнаружению NEA и последующей деятельности.Галач объясняет: «АСЗ обычно обнаруживаются, когда они наиболее ярки, поэтому наш лучший шанс изучить их — это немедленно продолжить обнаружение с дальнейшими наблюдениями, чтобы охарактеризовать их форму и спектральные свойства.
Для этого нужны качественные, относительно большие специализированные телескопы, которые будут доступны в короткие сроки. У нас сейчас нет надежного доступа к этим объектам ».Необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять связь между метеоритами и астероидами и более широко обмениваться данными о составе метеоритов, чтобы можно было создать более точные имитирующие астероидные почвы или «реголит». Это важно для понимания того, какие астероиды содержат какие ресурсы, а также для подготовки к практической стороне миссии по добыче полезных ископаемых, такой как посадка и извлечение материала.
«Помимо образцов, полученных из нескольких миссий, единственный способ изучить состав астероидов — это проанализировать свет, отраженный от их поверхностей, или исследовать фрагменты, которые приземлились на Землю в виде метеоритов», — говорит Грейпс из Латвийский университет и Институт планетологии, Тусон, Аризона. «У обоих этих методов есть ограничения. Спектральные наблюдения производятся с «верхнего слоя» астероида, который подвергся космическому выветриванию и подвергся другим видам обработки.
Метеориты имеют решающее значение, но им также не хватает части истории: хрупкие составляющие примитивного материала, содержащиеся в астероидах, могут быть потеряны при входе в атмосферу. На данный момент наше сопоставление типов метеоритов с различными классами родительских астероидов не так надежно ».Три четверти известных астероидов классифицируются как углеродистые или темные, богатые углеродом объекты «С-типа».
Однако большинство NEA относятся к классу кремнистых астероидов «S-типа», которые представляют собой каменные тела красноватого цвета, доминирующие во внутреннем поясе астероидов. Для шахтеров астероидов, ищущих воду для использования в ракетном топливе или системах жизнеобеспечения, жизненно важно иметь возможность идентифицировать класс астероида.
Было обнаружено, что углеродистые хондритовые метеориты содержат глинистые минералы, которые, по-видимому, были изменены водой на их родительском теле. Хотя считается, что эти метеориты являются производными от подклассов астероидов C-типа, нет точного совпадения с каким-либо одним спектральным классом.Кратчайший путь к пониманию состава АЯЭ может заключаться в том, чтобы определить, где в Солнечной системе они сформировались, и посмотреть на характеристики их «орбитального семейства». Таким образом, еще один пробел в знаниях — это связь между динамическими прогнозами происхождения АЯЭ и его фактическими физическими характеристиками.
Также скудна информация о размере зерен на поверхности астероида. Астероиды Эрос и Итокава имеют схожие спектральные сигнатуры и отражательную способность, но миссии рандеву показывают, что у них очень разные свойства реголита.
NEAR Shoemaker показал, что Эрос покрыт мелкой пылью, в то время как Хаябуса показал, что на поверхности Итокавы есть массивные блоки в десятки сантиметров в диаметре. Всестороннее знание свойств реголита на поверхности и под землей астероидов будет иметь жизненно важное значение для разработки стратегий посадки и извлечения материалов.
Однако до сих пор ни одна миссия не исследовала, как реголит астероида может изменяться с глубиной.«Результаты миссии ЕКА Rosetta показали, что поверхность кометы 67P / Чурюмов Герасименко намного плотнее, чем ее внутренняя часть.
Возможно, мы обнаружим то же самое, если раскопаемся в реголите СВА. Но на данный момент мы просто не знаем, — сказал Грейпс.Также необходимо проделать дополнительную работу, чтобы понять динамику сыпучего материала в условиях низкой плотности. Исследования показывают, что гранулированный материал может вести себя в этой среде как твердое тело, жидкость или газ.
Это поведение будет особенно важно для астероидов, которые представляют собой груды обломков, поскольку космический корабль, пытающийся приземлиться или пробурить их, может легко дестабилизировать реголит, вызывая гранулированный поток или лавины.«Методы добычи астероидов должны быть адаптированы к среде с низкой гравитацией.
Возможные решения включают в себя нейтрализацию сил действия-противодействия путем одновременного копания в противоположных направлениях или создания силы противодействия, например, путем обвязки астероида сеткой, за которую роботы могли бы ухватиться во время копания », — говорит Галач. «Это вызов! Но ответ на вопросы, поставленные в этой Белой книге, будет важным первым шагом ».