Розробка астероїдів. Що вчені сподіваються знайти?
Багато експертів передбачали, що протягом наступної
За межами Землі є довгострокова перспективаГоловного поясу астероїдів, який забезпечить ще більшу достаток. Це одна з причин, по якій місія «Психея» з дослідження однойменного металевого астероїда в Головному поясі схвилювала багатьох. Поки дослідження цього тіла багато розповість нам про історію Сонячної системи, для кого-то вона може коли-небудь стати джерелом багатства.
Який астероїд освоять першим і чому саме його?
Астероїд (16) Психея - унікальний астрономічний об'єкт: це одне з 10 найбільших масивних тіл в поясі астероїдів. Його діаметр становить 226 км.
Що робить Psyche 16 особливо цікавим, так цейого майже чистий металевий склад. Близько 90% астероїда складається з заліза і нікелю, хоча деякі припускають, що золота і платини там досить, щоб як слід «струснути» світову економіку, якщо ці метали можна буде дістати на Землю.
Концепт цього художника зображує астероїд Психея, мета місії НАСА «Психея».
NASA / JPL-Caltech / ASU
Наявність нікелю і заліза відокремлює його відбільшості інших астероїдів, які в основному складаються з силікатних мінералів (S-тип) або вуглецевих сполук (C-тип) і присуджує його до категорії металевих астероїдів (М-тип).
Пошуки відповідей про існування життя у Всесвіті
На даний момент Психея є найбільшою згрупи астероїдів М-типу. Це призвело до багатьох представників астрономічної спільноти до висновку, що Психея насправді є залишком ядра планети. Можливо, 16 Psyche - це оголене планетне ядро невеликого світу, яке зазнавало ударів так сильно і так багато разів, що його мантія зірвалася, залишивши ядро відкритим.
Отже, його вивчення може багато розповісти про формування планет в ранній Сонячній системі і про магнітні властивості скелястих світів (таких як Земля і багато інших екзопланети).
Концепт цього художника, оновлений станом на червень 2020 року, зображує космічний корабель НАСА Psyche.
NASA/JPL-Caltech/ASU
Подібні дослідження безцінні для вчених, томущо вони надають дані про ймовірне утворення планет. Він також відповість на багато питань, що стосуються самого астероїда: скільки йому років, чи дійсно це ядро маленької планети і чи є які-небудь подібності з утворенням ядра Землі. Ось чому НАСА сподівається відправити місію до цього астероїда в 2022 році, яка прибуде до 2026 року і проведе наступний 21 місяць, вивчаючи його з орбіти.
Місія «Психея» обіцяє багато чому нас навчити протому, як з'явилися кам'янисті планети нашої Сонячної системи. Розуміння його магнітних властивостей також може показати, як Землі вдалося утримати своє захисне магнітне поле, в той час як Меркурій, Венера і Марс цього не зробили. У випадку з Марсом це призвело до того, що поверхня змінилася з більш теплою і вологою середовища на холодну, суху і негостинне місце, яким вона є сьогодні.
Пошуки дорогоцінних металів і корисних копалин
Для футуристів та венчурних капіталістівцей астероїд цікавий тим, що його вартість - 700 квінтлн доларів (це 18 нулів!). По 100 млрд доларів на кожну людину із 7 млрд населення Землі. У ньому знаходиться безліч дорогоцінних важких металів, включаючи величезну кількість золота та платини.
Ось скільки можна заробити лише на одному астероїді.
"Золоті титани" зараз контролюють сотніоб'єктів з найвищою продуктивністю по всьому світу, але 4-5 мільйонів унцій золота, які вони приносять на ринок щороку, тьмяніють у порівнянні з можливим видобутком космічних видобувачів.
Звичайно, такого роду місії не можуть початися,поки не буде збудовано всю необхідну інфраструктуру. Це, ймовірно, спричинить створення орбітальних виробничих потужностей, точок дозаправки на Місяці, Марсі і в поясі астероїдів або навколо них. Було б також розумно побудувати фундамент у Поясі астероїдів або на орбіті, щоб мінерали можна було переробити перед доставкою на Землю, упевнений Скотт Мур, генеральний директор компанії EuroSun Mining з Торонто.
Як спостерігатимуть астероїд?
Пропоноване дослідження буде проводитися звикористанням роботизованого транспортного засобу, що отримав назву «Психея». Космічний корабель буде обертатися навколо астероїда протягом шести місяців, вивчаючи його топографію, гравітацію, магнетизм та інші особливості. Він не приземлиться на астероїд, а просканує його за допомогою бортового обладнання. Орбітальний апарат Psyche також перевірить DSOC - Deep Space Optical Communications, систему зв'язку, яка, як очікується, буде в 10-100 разів більш ефективною, ніж існуючі системи зв'язку космічних кораблів.
Як тільки орбітальний апарат досягнеастероїда, весь період спостережень триватиме 20 місяців, і він включатиме орбіту, картографування та вивчення властивостей астероїда. Космічні місії зазвичай складаються з етапів з AF, а місія Psyche вступила до етапу C — етапу остаточного проектування та виготовлення, який закінчується в січні 2021 року. Місія запланована на серпень 2022 року, а прибуття у 16 Psyche очікується у січні 2026 року.
Майбутнє розробок астероїдів
Звичайно, такого роду місії не можуть розпочатися,поки не буде побудована вся необхідна інфраструктура. Це, ймовірно, спричинить за собою створення орбітальних виробничих потужностей, точок дозаправки на Місяці, Марсі та в поясі астероїдів або навколо них. Було б також розумно побудувати фундамент в Поясі або на орбіті, щоб мінерали можна було переробити перед доставкою на Землю.
Для докладнішого резюме є Дорожня картадля космічних поселень підготовлена Національним космічним товариством (NSS). Як говориться в Частині 5 «Видобуток на астероїдах і орбітальні космічні поселення»:
«Телескопічні спостереження спочаткуідентифікують астероїди як об'єкти, що зближуються із Землею (ОСЗ), що загрожують Землі ОСЗ, астероїди головного поясу та інші орбітальні угруповання. Початкові польоти роботів до астероїдів NEO (околоземним астероїдам), що становлять комерційний інтерес, підтвердять розмір і склад різних типів астероїдів як кам'янистих, металевих або вуглецевих і визначать фактичний вміст мінералів на кожному з них.
Зонди також оцінять структуру астероїдів якочевидні купи уламків з пухких фрагментів або складаються з твердої, незруйнованої породи і металу. Деякі місії можуть повертати реальні зразки матеріалу астероїдів для аналізу. Вся ця інформація допоможе урядам в плануванні планетарного захисту від загрозливих ОСЗ і гірничодобувним компаніям вирішити, на яких астероїдах зосередитися ».
Як тільки це буде завершено, можна буде відправляти автоматизовані гірничодобувні кораблі та збирати астероїди.
Коли чекати повномасштабної космічної видобутку?
Як пояснив професор Джон Зарнекі (президент Королівського астрономічного товариства) в інтерв'ю International Business Times, видобуток на астероїдах може відбутися протягом чверті століття.
Терміни космічної видобутку - це питання на 64тисячі доларів. На мою думку, це 25 років для створення «доказової концепції» і 50 років для комерційного старту. Але існує так багато невизначеностей, в основному пов'язаних з економікою і розвитком космічних технологій.
Джон Зарнекі, президент Королівського астрономічного товариства
На якому ми етапі зараз?
Psyche, місія НАСА з дослідження однойменногометалевого астероїда, недавно пройшла важливу віху, яка наближає його до дати запуску в серпні 2022 року. Тепер місія переходить від планування і проектування до високопродуктивної виробництва апаратного забезпечення космічного корабля, який буде летіти до своєї мети в головному поясі астероїдів між Марсом і Юпітером.
Електричний двигун Холла, ідентичний тим,які будуть використовуватися для приведення в рух космічного корабля НАСА Psyche, проходить випробування в Лабораторії реактивного руху НАСА. Блакитне світіння створюється ксеноном, нейтральним газом, який використовується в автомобільних фарах і плазмових телевізорах.
НАСА / Лабораторія реактивного руху-Калтех
Як і всі місії НАСА, рання робота над Psycheпочалася з складання цифрових креслень. Потім було створення інженерних моделей, які були протестовані двічі, щоб підтвердити, що системи будуть виконувати свою роботу в глибокому космосі - керуючи космічним кораблем, отримуючи наукові дані і передаючи їх на Землю.
У липні команда, яка працює над місією, пройшлаключовий етап цього процесу - критичну перевірку проекту. Саме тоді НАСА починає конструкції всіх систем проекту, включаючи три наукових інструменту і всі інженерні підсистеми космічного корабля, від телекомунікацій, силової установки та харчування до авіоніки і бортового комп'ютера.
Технік готується інтегрувати частину електричної рухової установки в основний корпус космічного корабля НАСА Psyche в Maxar Technologies в Пало-Альто, Каліфорнія.
Maxar Technologies
Це один з найбільш інтенсивних оглядів, якийпроходить місія за весь її життєвий цикл, заявляють вчені. Команда запевнила, що випробування пройшли блискуче. Вирішені ще не всі проблеми і до фінішу далеко, але до своєї мети дослідники йдуть впевнено.
Проблеми розробки астероїдів
Хоча засоби масової інформації рекламували,що цінний метал 16 Psyche, доставлений на Землю, коштуватиме чималі гроші (до 700 квінтилн доларів — найпопулярніша оцінка), про доставку всього цього металу зараз на Землю не може бути й мови. По-перше, у нас досі немає технології, яка б дозволила нам доставити таку масу і безпечно приземлитися на Землі. По-друге, видобуток астероїда та транспортування його шматками також може виявитися проблематичним, оскільки, знову ж таки, немає безпечних технологій.
Нарешті, навіть якщо б ми знайшли спосіб доставитивсе це на Землю, раптове зростання пропозиції на ринку заліза, нікелю і платини викликав би різке падіння цін, просто знецінивши метали. Це б серйозно отразілосьна чистого прибутку космічних Майнер і поставило б під загрозу довгострокову прибутковість всієї компанії.
На даний момент економіка категорично проти. Але що відбувається, коли певні матеріали починають закінчуватися, а ціна підвищується в 10 разів? З наукової точки зору - звідки я родом - ми будемо добувати матеріали з астероїда в наступному десятилітті.
Джон Зарнекі, професор космічних наук у Відкритому університеті та президент Королівського астрономічного товариства
Читати також
Вчені, можливо, наблизилися до розуміння того, як наша планета стала жилою
Подивіться, що здатний побачити в космосі наступник Хаббла. Огляд телескопа Уебб
Дослідники з'ясували, як паразити навчилися жити без кисню