Asteroidien kehitys. Mitä tutkijat toivovat löytävänsä?
Monet asiantuntijat ennustivat sen seuraavan
Maan ulkopuolella on pitkän aikavälin näkökulmaTärkein asteroidivyö, joka tarjoaa vielä suuremman runsauden. Tämä on yksi syy siihen, miksi Psyke-missio tutkia samannimistä metalli-asteroidia päävyöllä on huolestuttanut monia. Vaikka tämän kehon tutkiminen kertoo meille paljon aurinkokunnan historiasta, joillekin siitä voi joskus tulla vaurauden lähde.
Mikä asteroidi hallitaan ensin ja miksi tarkalleen?
Asteroidi (16) Psyyke on ainutlaatuinen tähtitieteellinen esine: se on yksi asteroidihihnan kymmenestä massiivisimmasta kappaleesta. Sen halkaisija on 226 km.
Mikä tekee Psyche 16: sta erityisen mielenkiintoisen, onsen lähes puhdas metallinen koostumus. Noin 90% asteroidista koostuu raudasta ja nikkelistä, vaikka jotkutkin arvelevat, että siellä on tarpeeksi kultaa ja platinaa ravistaakseen maailmantaloutta, jos nämä metallit voidaan tuoda takaisin Maahan.
Tämän taiteilijan konsepti kuvaa asteroidin Psycheä, joka on NASA: n Psyche-tehtävän kohde.
NASA / JPL-Caltech / ASU
Nikkelin ja raudan läsnäolo erottaa senuseimmat muut asteroidit, jotka koostuvat pääasiassa silikaattimineraaleista (S-tyyppi) tai hiilihappoyhdisteistä (C-tyyppi), ja ne luokitellaan metallisten asteroidien luokkaan (M-tyyppi).
Etsi vastauksia elämän olemassaolosta maailmankaikkeudessa
Tällä hetkellä Psyche on suurinM-tyypin asteroidien ryhmät. Tämä on saanut monet tähtitieteellisessä yhteisössä päättelemään, että Psyche on itse asiassa jäännös planeetan ytimestä. On mahdollista, että 16 Psyche on paljastettu planeettaydin pienessä maailmassa, joka kärsi niin lujasti ja niin monta kertaa, että sen vaippa repeytyi irti, jolloin ydin jäi paljaaksi.
Tämän seurauksena sen tutkiminen voi kertoa paljon planeettojen muodostumisesta varhaisessa aurinkojärjestelmässä ja kallioisten maailmojen (kuten maan ja monien muiden eksoplaneettojen) magneettisista ominaisuuksista.
Tämän taiteilijan konsepti, päivitetty kesäkuusta 2020 alkaen, kuvaa NASA: n Psyche-avaruusalusta.
NASA/JPL-Caltech/ASU
Tällaiset tutkimukset ovat korvaamattomia tutkijoille, koskaettä ne tarjoavat tietoja planeettojen todennäköisestä muodostumisesta. Se vastaa myös moniin asteroidia koskeviin kysymyksiin: kuinka vanha se on, onko se todella pienen planeetan ydin ja onko maapallon ytimen muodostumisessa yhtäläisyyksiä? Siksi NASA toivoo lähettävänsä tälle asteroidille tehtävän vuonna 2022, joka saapuu vuoteen 2026 mennessä ja viettää seuraavat 21 kuukautta tutkimaan sitä kiertoradalta.
Mission Psyche lupaa opettaa meille paljonkuinka aurinkokuntamme kiviset planeetat näyttivät. Magneettisten ominaisuuksien ymmärtäminen voisi myös osoittaa, kuinka maapallon onnistui ylläpitämään suojaavaa magneettikenttään, kun taas Mercury, Venus ja Mars eivät. Marsin tapauksessa tämä aiheutti pinnan muuttumisen lämpimämmästä ja kosteammasta ympäristöstä nykyisen kylmempään, kuivaan ja turmeltumattomampaan paikkaan.
Jalometallien ja mineraalien etsiminen
Futturisteille ja pääomasijoittajilleTämä asteroidi on mielenkiintoinen, koska sen hinta on 700 kvintiljoonaa dollaria (se on 18 nollaa!). 100 miljardia dollaria jokaista ihmistä kohden maapallon 7 miljardista ihmisestä. Se sisältää monia arvokkaita raskasmetalleja, mukaan lukien valtavia määriä kultaa ja platinaa.
Tässä on kuinka paljon voit ansaita vain yhdestä asteroidista.
Golden Titans hallitsee nyt satojaJotkut maailman eniten tuottavat laitokset, mutta 4-5 miljoonaa unssia kultaa, jonka ne tuovat markkinoille vuosittain, kalpenee verrattuna siihen, mitä avaruuskaivostyöntekijät pystyvät tuottamaan.
Tällainen tehtävä ei tietenkään voi alkaa,kunnes kaikki tarvittava infrastruktuuri on rakennettu. Tämä todennäköisesti edellyttää kiertoradalla olevien tuotantolaitosten, tankkauspisteiden luomista Kuuhun, Marsiin ja asteroidivyöhykkeeseen tai sen ympärille. Olisi myös järkevää rakentaa perusta asteroidivyöhykkeelle tai kiertoradalle, jotta mineraalit voitaisiin käsitellä ennen niiden toimittamista Maahan, sanoi Scott Moore, Torontossa toimivan EuroSun Miningin toimitusjohtaja.
Kuinka asteroidi havaitaan?
Ehdotettu tutkimus tehdäänkäyttämällä psykeksi kutsuttua robottiajoneuvoa. Avaruusalus kiertää asteroidia kuuden kuukauden ajan tutkien sen topografiaa, painovoimaa, magneettisuutta ja muita ominaisuuksia. Se ei laskeudu asteroidiin, vaan skannaa sen laivalla varustetuilla laitteilla. Psykeiden kiertäjä testaa myös syvän avaruuden optisen viestinnän (DSOC), viestintäjärjestelmän, jonka odotetaan olevan 10 - 100 kertaa tehokkaampi kuin nykyiset avaruusaluksen viestintäjärjestelmät.
Kun kiertorata saavuttaaasteroidi, koko havaintojakso kestää 20 kuukautta ja se sisältää kiertoradan, kartoituksen ja asteroidin ominaisuuksien tutkimisen. Avaruustehtävät koostuvat tyypillisesti vaiheista AF:stä, ja Psyche-tehtävä on siirtynyt vaiheeseen C, viimeiseen suunnittelu- ja valmistusvaiheeseen, joka päättyy tammikuussa 2021. Tehtävä on suunniteltu elokuulle 2022, ja sen odotetaan saapuvan klo 16 Psyche tammikuussa 2026.
Asteroidikehityksen tulevaisuus
Tietysti tällainen tehtävä ei voi alkaa,kunnes kaikki tarvittava infrastruktuuri on rakennettu. Tämä edellyttää todennäköisesti kiertoradan valmistuslaitosten luomista, tankkauspisteiden sijoittamista Kuulle, Marsille ja asteroidihihnalle tai sen ympärille. Olisi myös järkevää rakentaa perusta vyöhön tai kiertoradalle, jotta mineraalit voidaan kierrättää ennen niiden toimittamista maan päälle.
Tarkempaa yhteenvetoa varten on etenemissuunnitelmaavaruusasutuksia varten, valmisteli National Space Society (NSS). Kuten osassa 5 "Asteroidien louhinta ja kiertorata-avaruuden ratkaisu" todetaan:
"Teleskooppiset havainnot aluksitunnistaa asteroidit lähellä maapalloa oleviksi kohteiksi (NEO), maata uhkaaviksi NEO:iksi, päävyöhykkeen asteroideiksi ja muiksi kiertorataryhmiksi. Ensimmäiset robottilentotehtävät kaupallisesti kiinnostaviin NEO-asteroideihin (lähellä Maan asteroideja) vahvistavat erityyppisten kivisten, metallisten tai hiilipitoisten asteroidien koon ja koostumuksen ja määrittävät kunkin todellisen mineraalipitoisuuden.
Koettimet arvioivat myös asteroidien rakenteenIrtonaisista palasista tai kovasta, häiriöttömästä kivistä ja metallista ilmeisiä roskia. Jotkut tehtävät voivat palauttaa todellisia näytteitä asteroidimateriaalista analysoitavaksi. Kaikki nämä tiedot auttavat hallituksia suunnittelemaan planeettojen puolustusta uhkaavia NEO: ta vastaan ja kaivosyhtiöt päättävät mihin asteroideihin keskittyä. "
Kun tämä on valmis, automatisoidut kaivosalukset voidaan lähettää keräämään asteroideja.
Milloin voidaan odottaa täysimittaista avaruuskaivosta?
Kuten professori John Zarnecki (kuninkaallisen tähtitieteellisen seuran presidentti) selitti haastattelussa International Business Timesille, asteroidien louhinta voi tapahtua neljänneksen vuosisadan aikana.
Avaruustuotannon ajoitus on kysymys 64: lletuhansia dollareita. Mielestäni konseptin todistamiselle on kulunut 25 vuotta ja kaupalliseen lanseeraukseen 50 vuotta. Mutta on niin paljon epävarmuustekijöitä, jotka liittyvät pääasiassa avaruustekniikan talouteen ja kehitykseen.
John Zarnecki, Royal Astronomical Societyn puheenjohtaja
Missä olemme nyt?
Psyke, NASA: n samanniminen tutkimusmatkametalliasteroidi, on äskettäin läpäissyt tärkeän virstanpylvään, joka tuo sen lähemmäksi markkinointipäivää elokuussa 2022. Tehtävä on siirtymässä suunnittelusta korkean suorituskyvyn laitteistojen tuotantoon avaruusalukselle, joka lentää päämääräänsä kohti Marsin ja Jupiterin välisessä pääasteroidihihnassa.
Hall-sähkömoottori on samanlainen kuin nejota käytetään NASA: n Psyche-avaruusaluksen kuljettamiseen, testataan NASA: n suihkukäyttölaboratoriossa. Sininen hehku luo ksenoni, neutraali kaasu, jota käytetään auton ajovaloissa ja plasmatelevisioissa.
NASA / JPL-Caltech
Kuten kaikki NASA-operaatiot, myös Psychen varhainen työaloitettiin digitaalisilla piirustuksilla. Tämän jälkeen luotiin suunnittelumalleja, jotka testattiin kahdesti varmistaakseen, että järjestelmät tekevät työnsä syvässä avaruudessa - lentävät avaruusalusta, hakevat tieteellistä tietoa ja lähettävät sen maan päälle.
Operaatiossa työskentelevä joukkue ohi heinäkuussakeskeinen askel tässä prosessissa on projektin kriittinen arviointi. Silloin NASA alkaa rakentaa kaikki projektin järjestelmät, mukaan lukien kolme tieteellistä instrumenttia ja kaikki avaruusaluksen tekniikan osajärjestelmät, televiestinnästä, käyttövoimasta ja voimasta avioniikkaan ja koneeseen.
Teknikko valmistautuu integroimaan osan sähkökäyttöjärjestelmästä NASA: n Psyche-avaruusaluksen päärunkoon Maxar Technologiesilla, Palo Altossa, Kaliforniassa.
Maxar Technologies
Tämä on yksi voimakkaimmista arvosteluistatehtävä tapahtuu koko sen elinkaaren ajan, tutkijat sanovat. Ryhmä vakuutti, että testit sujuivat loistavasti. Kaikkia ongelmia ei ole vielä ratkaistu, ja maaliviiva on kaukana, mutta tutkijat etenevät kohti tavoitettaan luottavaisin mielin.
Asteroidin kehityshaasteet
Vaikka media mainostiettä maapallolle toimitettu arvokas metalli 16 Psyche tulee maksamaan paljon rahaa (enintään 700 kvintiilidollaria on suosituin arvio), kaiken tämän metallin toimittaminen Maahan on nyt mahdotonta. Ensinnäkin meillä ei vieläkään ole tekniikkaa, jonka avulla voisimme kuljettaa sellaista massaa ja laskeutua turvallisesti maan päälle. Toiseksi asteroidin louhinta ja sen kuljettaminen kappaleina voi myös olla ongelmallista, koska taaskaan ei ole turvallista tekniikkaa.
Lopuksi, vaikka löysimme tavan toimittaakaiken tämän maapallolle, äkillinen raudan, nikkelin ja platinan tarjonnan kasvu aiheuttaisi hintojen jyrkän laskun, yksinkertaisesti metallien devalvaation. Tämä vaikuttaisi vakavasti avaruuskaivostyöntekijöiden tulokseen ja vaarantaisi koko yrityksen pitkän aikavälin kannattavuuden.
Tällä hetkellä talous on voimakkaasti vastustettu. Mutta mitä tapahtuu, kun tietyt materiaalit alkavat loppua ja hinta nousee 10 kertaa? Tieteellisesti - mistä olen kotoisin - kaivamme materiaaleja asteroidista seuraavan vuosikymmenen aikana.
John Zarnecki, avoimen yliopiston avaruustieteiden professori ja Royal Astronomical Societyn presidentti
Lue myös
Tutkijat ovat ehkä ymmärtäneet kuinka planeettamme tuli asuttavaksi
Katso mitä Hubblen seuraaja voi nähdä avaruudessa. Webb-kaukoputken yleiskatsaus
Tutkijat ovat havainneet, kuinka loiset oppivat elämään ilman happea