Rozwój asteroid. Co naukowcy chcą znaleźć?
Wielu ekspertów przewidywało, że w ciągu najbliższych
Poza Ziemią istnieje długofalowa perspektywaGłówny pas asteroid, który zapewni jeszcze większą obfitość. To jeden z powodów, dla których misja Psyche polegająca na zbadaniu tytułowej metalowej asteroidy w Pasie Głównym zmartwiła wielu. Eksploracja tego ciała wiele nam powie o historii Układu Słonecznego, dla niektórych może kiedyś stać się źródłem bogactwa.
Która asteroida zostanie opanowana jako pierwsza i dlaczego właśnie to?
Asteroida (16) Psyche to wyjątkowy obiekt astronomiczny: jest to jedno z 10 najbardziej masywnych ciał w pasie asteroid. Jego średnica wynosi 226 km.
To, co czyni Psyche 16 szczególnie interesującym, tojego prawie czysty metaliczny skład. Około 90% asteroidy składa się z żelaza i niklu, chociaż niektórzy spekulują, że jest tam wystarczająco dużo złota i platyny, aby wstrząsnąć światową gospodarką, jeśli te metale zostaną sprowadzone z powrotem na Ziemię.
Koncepcja tego artysty przedstawia asteroidę Psyche, cel misji Psyche NASA.
NASA / JPL-Caltech / ASU
Oddziela go obecność niklu i żelazawiększość innych planetoid, które składają się głównie z minerałów krzemianowych (typ S) lub związków węglowych (typ C) i przypisuje je do kategorii metalicznych asteroid (typ M).
Poszukiwanie odpowiedzi na temat istnienia życia we wszechświecie
W tej chwili Psyche jest największym z nichgrupy planetoid typu M. Doprowadziło to wielu członków społeczności astronomicznej do wniosku, że Psyche jest w rzeczywistości pozostałością jądra planety. Możliwe, że 16 Psyche to odsłonięte jądro planetarne małego świata, które zostało uderzone tak mocno i tak wiele razy, że jego płaszcz został rozdarty, pozostawiając odsłonięte jądro.
W związku z tym jej badanie może wiele powiedzieć o powstawaniu planet we wczesnym Układzie Słonecznym oraz o właściwościach magnetycznych światów skalistych (takich jak Ziemia i wiele innych egzoplanet).
Koncepcja tego artysty, zaktualizowana w czerwcu 2020 r., Przedstawia statek kosmiczny NASA Psyche.
NASA/JPL-Caltech/ASU
Takie badania są nieocenione dla naukowców, ponieważże dostarczają danych na temat prawdopodobnego powstania planet. Odpowie również na wiele pytań dotyczących samej asteroidy: ile ma lat, czy naprawdę jest rdzeniem małej planety i czy są jakieś podobieństwa z formowaniem się jądra Ziemi. Dlatego NASA ma nadzieję wysłać misję na tę asteroidę w 2022 roku, która przyleci do 2026 roku i spędzi następne 21 miesięcy badając ją z orbity.
Misja Psyche obiecuje, że wiele nas nauczyjak pojawiły się skaliste planety naszego Układu Słonecznego. Zrozumienie jego właściwości magnetycznych może również pokazać, w jaki sposób Ziemia zdołała utrzymać swoje ochronne pole magnetyczne, podczas gdy Merkury, Wenus i Mars nie. W przypadku Marsa spowodowało to zmianę powierzchni z cieplejszego i bardziej wilgotnego środowiska w chłodniejsze, suche i niegościnne miejsce, jakim jest dzisiaj.
Szukaj metali szlachetnych i minerałów
Dla futurystów i inwestorów venture capitalTa asteroida jest interesująca, ponieważ jej koszt wynosi 700 kwintylionów dolarów (czyli 18 zer!). 100 miliardów dolarów na każdą osobę z 7 miliardów ludzi na Ziemi. Zawiera wiele cennych metali ciężkich, w tym ogromne ilości złota i platyny.
Oto, ile możesz zarobić na jednej asteroidzie.
Złoci Tytani kontrolują teraz setkinależą do największych na świecie zakładów produkcyjnych, ale 4–5 milionów uncji złota, które co roku wprowadzają na rynek, blednie w porównaniu z tym, co mogą wyprodukować górnicy kosmiczni.
Oczywiście tego rodzaju misji nie można rozpocząć,do czasu wybudowania całej niezbędnej infrastruktury. Będzie to prawdopodobnie wiązać się z utworzeniem orbitalnych obiektów produkcyjnych, punktów tankowania na Księżycu, Marsie i pasie asteroid lub wokół nich. Sensowne byłoby również zbudowanie fundamentów w pasie asteroid lub na orbicie, aby minerały mogły zostać przetworzone przed dostarczeniem na Ziemię, powiedział Scott Moore, dyrektor generalny EuroSun Mining z siedzibą w Toronto.
Jak będzie obserwowana asteroida?
Proponowane badanie zostanie przeprowadzone zza pomocą robota o nazwie „Psyche”. Sonda kosmiczna będzie okrążać asteroidę przez sześć miesięcy, badając jej topografię, grawitację, magnetyzm i inne cechy. Nie wyląduje na asteroidzie, ale zeskanuje ją sprzętem pokładowym. Orbiter Psyche przetestuje również DSOC - Deep Space Optical Communications, system komunikacyjny, który ma być od 10 do 100 razy bardziej wydajny niż istniejące systemy komunikacji statków kosmicznych.
Gdy orbiter dotrzeasteroidy, cały okres obserwacji potrwa 20 miesięcy i obejmie orbitę, mapowanie i badanie właściwości asteroidy. Misje kosmiczne zazwyczaj składają się z etapów AF, a misja Psyche weszła w fazę C, końcową fazę projektowania i produkcji, która kończy się w styczniu 2021 r. Misja zaplanowana jest na sierpień 2022 r., a przybycie na 16 Psyche spodziewane jest w styczniu 2026 r.
Przyszłość wydobycia asteroid
Oczywiście tego rodzaju misja nie może się rozpocząć,dopóki nie zostanie zbudowana cała niezbędna infrastruktura. Prawdopodobnie wiązałoby się to z utworzeniem orbitalnych obiektów produkcyjnych, punktów tankowania na Księżycu, Marsie oraz w pasie asteroid lub w jego pobliżu. Rozsądne byłoby również zbudowanie fundamentu w Pasie lub na orbicie, aby minerały mogły być przetwarzane przed dostarczeniem na Ziemię.
Bardziej szczegółowe podsumowanie znajduje się w Planie działaniadla osiedli kosmicznych, przygotowane przez Krajowe Towarzystwo Kosmiczne (NSS). Jak stwierdzono w Części 5 „Wydobycie asteroid i zagospodarowanie przestrzeni orbitalnej”:
„Na początek obserwacje teleskopoweidentyfikować asteroidy jako obiekty bliskie Ziemi (NEO), zagrażające Ziemi NEO, asteroidy z głównego pasa i inne grupy orbitalne. Wstępne misje robotyczne do asteroid NEO (asteroid bliskich Ziemi) o znaczeniu komercyjnym potwierdzą wielkość i skład różnych typów asteroid, takich jak skaliste, metaliczne lub węglowe, oraz określą rzeczywistą zawartość minerałów w każdej z nich.
Sondy ocenią również strukturę asteroid jakoWidoczne stosy gruzu luźnych fragmentów lub twardej, nienaruszonej skały i metalu. Niektóre misje mogą zwracać rzeczywiste próbki materiału asteroidy do analizy. Wszystkie te informacje pomogą rządom planować obronę planet przed groźnymi NEO, a firmy wydobywcze zdecydować, na których asteroidach się skupić.
Po zakończeniu tej operacji zautomatyzowane statki wydobywcze będą mogły zostać wysłane w celu zebrania asteroid.
Kiedy spodziewać się górnictwa kosmicznego na pełną skalę?
Jak wyjaśnił profesor John Zarnecki (prezes Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego) w wywiadzie dla International Business Times, wydobycie na asteroidach mogłoby nastąpić w ciągu ćwierć wieku.
Czas produkcji kosmicznej to kwestia 64tysiące dolarów. Moim zdaniem to 25 lat na weryfikację koncepcji i 50 lat na komercyjną premierę. Ale jest tak wiele niepewności, głównie związanych z ekonomią i rozwojem technologii kosmicznej.
John Zarnecki, prezes Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego
Gdzie teraz jesteśmy?
Psyche, tytułowa misja eksploracyjna NASAmetalowa asteroida przeszła niedawno ważny kamień milowy, który zbliża ją do daty premiery w sierpniu 2022 roku. Misja przechodzi teraz od planowania i projektowania do produkcji sprzętu o wysokiej wydajności dla statku kosmicznego, który będzie leciał w kierunku celu w głównym pasie asteroid między Marsem a Jowiszem.
Silnik elektryczny Hall identyczny z tymido napędzania statku kosmicznego Psyche NASA, jest testowany w Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA. Niebieska poświata jest wytwarzana przez ksenon, neutralny gaz używany w reflektorach samochodowych i telewizorach plazmowych.
NASA / JPL-Caltech
Jak wszystkie misje NASA, wczesne prace nad PsycheZaczęło się od rysunków cyfrowych. Następnie stworzono modele inżynieryjne, które zostały dwukrotnie przetestowane, aby potwierdzić, że systemy wykonają swoją pracę w przestrzeni kosmicznej - latają statkiem kosmicznym, odbierają dane naukowe i przesyłają je na Ziemię.
W lipcu zespół misji przeszedłkluczowym krokiem w tym procesie jest krytyczny przegląd projektu. Wtedy NASA zaczyna konstruować wszystkie systemy projektu, w tym trzy instrumenty naukowe i wszystkie podsystemy inżynieryjne statku kosmicznego, od telekomunikacji, napędu i mocy, po awionikę i komputer pokładowy.
Technik przygotowuje się do integracji części elektrycznego układu napędowego z głównym korpusem statku kosmicznego Psyche NASA w Maxar Technologies w Palo Alto w Kalifornii.
Maxar Technologies
To jedna z najbardziej intensywnych recenzjimisja toczy się przez cały cykl życia, twierdzą naukowcy. Zespół zapewnił, że testy wypadły znakomicie. Nie wszystkie problemy zostały jeszcze rozwiązane, a do mety jest daleko, ale naukowcy z pewnością zmierzają do celu.
Wyzwania rozwojowe asteroid
Chociaż media reklamowałyże cenny metal 16 Psyche dostarczony na Ziemię będzie kosztował mnóstwo pieniędzy (najbardziej popularne szacunki to 700 kwintylów dolarów), dostarczenie całego tego metalu na Ziemię nie wchodzi obecnie w rachubę. Po pierwsze, wciąż nie mamy technologii, która pozwoliłaby nam dostarczyć taką masę i bezpiecznie wylądować na Ziemi. Po drugie, wydobycie asteroidy i transport jej w kawałkach również może być problematyczne, ponieważ ponownie nie ma bezpiecznej technologii.
Wreszcie, nawet jeśli znaleźliśmy sposób na dostarczeniewszystko to na Ziemię, nagły wzrost podaży żelaza, niklu i platyny spowodowałby gwałtowny spadek cen, po prostu dewaluując metale. Miałoby to poważny wpływ na wyniki finansowe górników kosmicznych i zagroziłoby długoterminowej rentowności całej firmy.
W tej chwili gospodarka jest silnie przeciwna.Ale co się stanie, gdy niektóre materiały zaczną się kończyć, a cena wzrośnie 10-krotnie? Z naukowego punktu widzenia - skąd pochodzę - będziemy wydobywać materiały z asteroidy w następnej dekadzie.
John Zarnecki, profesor nauk o kosmosie na Uniwersytecie Otwartym i prezes Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego
Czytaj także
Naukowcy być może byli bliscy zrozumienia, w jaki sposób nasza planeta stała się zamieszkana
Zobacz, co następca Hubble'a może zobaczyć w kosmosie. Przegląd teleskopu Webb
Naukowcy odkryli, jak pasożyty nauczyły się żyć bez tlenu