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Asteroid Mining Könnte Funktionieren—Wenn Wir Nur Landen Kann, auf die Dang Dinge

Illustration: Sam Woolley (Gizmodo) Ryan F. MandelbaumToday 9:31amFiled zu: der asteroid miningFiled zu: asteroid mining

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Die Rosetta-mission – Philae lander, herab in Richtung der zwei-und-ein-halb-Meile-weiten Kometen eine menschliche Schrittgeschwindigkeit. Für sieben Stunden angespannt, Wissenschaftler in Darmstadt, Deutschland überwacht seine radio-signal. Sie würden keine Ahnung haben, ob Sie alles richtig gemacht hättest bis nach dem moment der Landung. Wenn alles gut ging, die lander würde, drücken Sie zwei Harpunen in den staubigen Oberfläche von 67P/Churyumov–Gerasimenko, kleben sich fest an Ort und Stelle. Wenn nicht, gut, Philae könnte abprallt und verloren geht zum Raum, oder es könnte sein, saugte in eine Grube, die von weichem Staub.

Nichts unterbrochen, das radio-signal an touchdown-Zeit, versichern die Wissenschaftler, dass die Sonde war nicht verkehrt herum oder stecken in einer Staub—Philae noch am Leben war. Die Forscher entspannt ein wenig. Alles sah aus, als ob er gearbeitet hatte, nach plan.

Aber die European Space Operation Center konnte nicht decodieren alle Daten und unheilvolle Nachricht weitergeleitet wurde, statt auf dem lander control center in Köln, Deutschland. Wissenschaftler dort bemerkt, dass die Stromerzeugung der Solarzellen wurde zu oszillieren. Philae hatte, nicht mehr an die Landung, und es drehte sich. Es hatte prallte—, und bounce-ein zweites mal—in Reaktion auf 67P/Churyumov–Gerasimenko winzige Anziehungskraft.

Zwei Stunden nach der versuchten Landung der Philae zur Ruhe gekommen ist in einen Spalt unter einem großen Felsblock. War das Handwerk zerstört? War die mission ein Misserfolg?

“Die zwei Stunden, ich will gar nicht auf meinen schlimmsten Feind”, Paolo Ferri, Rosetta mission director bei der European Space Agency, sagte Gizmodo.

Letztlich ist der November 2014 soll Philae die Landung war mehr oder weniger ein Erfolg—es war in der Lage zu führen Ihre Aufgaben in einem stark wissenschaftlich interessantesten Teil des Kometen als geplant, aber es konnte nicht Proben zu sammeln um den Kometen, seit der Bohrer trifft nicht die Oberfläche berühren. Aber die nervenaufreibende mission zeigt die Schwierigkeit Wissenschaftler Gesicht in herauszufinden, wie man ein land auf diese winzigen, staubigen Welten.

Es sind verlockende Gründe, um land auf kleineren Raum Felsen, die wie Kometen und Asteroiden, eher als große Planeten oder Monde. Asteroiden-Bergbau-Firma Planetary Resources schätzt, dass die 16.000 Felsen in der Nähe der Erde halten könnte zwei Billionen Tonnen von Wasser. Ein weithin zitiert Goldman Sachs-Bericht sagt, dass ein Fußballfeld-großen Asteroiden könnte enthalten “$25 Milliarde bis $50 Milliarde im Wert von Platin.”

Die Ressourcen, die in diesen Felsen könnte entscheidend sein, um die Entwicklung von Raum-basierte Infrastruktur für künftige deep-space-Reisen, die nicht erforderlich ist, bringen Sie alles, was Sie brauchen aus der Erde. “Eine Menge Leute denken, darum, die Ressourcen wieder zu Erde, aber es ist mehr über camping und frontiersmanship,” Chris Lewicki, Planetary Resources, CEO und Präsident, sagte Gizmodo. “Je mehr wir bauen, Blockhaus und bekommen unser Wasser aus unserer Region ist, desto einfacher ist es, auf unsere neue Gemeinschaften.”

Dann gibt es die einfache Tatsache, dass, wenn ein asteroid fässerfüllen in Richtung Erde, der planetaren Verteidiger brauchen würde, zu wissen, wie es gebaut wurde, bevor versucht wird, abzulenken oder zu zerstören.

67P/Churyumov–Gerasimenko war ein Komet, kein asteroid, aber die zwei-Raum-Felsen ähnlichen Herausforderungen: Sie verfügen beide über Felsen und Staub, haben unglaublich schwache gravitationsfelder, und sind in der Regel in der Größenordnung von ein paar Meilen breit. Zurück im Jahr 2005, japanische Raumsonde Hayabusa beschädigte sich selbst bei einem crash gegen die Asteroiden Itokawa, während Sie versuchen, eine Probe zu sammeln, bevor eine erfolgreiche Rückkehr im Jahr 2010.

Zwei neue Missionen sind nähert sich Ihre Ziele in diesem Augenblick—NASA OSIRIS-REx nähert sich der asteroid Bennu, während Japans Hayabusa2, die Nachfolge zu Hayabusa, angekommen in der Umlaufbahn des Asteroiden Ryugu Letzte Woche. Mittlerweile sind die Unternehmen in den frühesten Phasen der Entwicklung von Möglichkeiten zur mine Asteroiden für Ressourcen, nutzbaren Raum für Besiedlung. Raumfahrzeuge sollen der Untersuchung und nutzen Sie Asteroiden die Ressourcen aus der Nähe wird zu überleben, die Umgebungen Ihrer völlig überirdischen Heerscharen.

Hayabusa2 und OSIRIS-REx wird Gesichts-Welten völlig Fremd für diejenigen von uns verwendet, um die komfortable Physik unseres eigenen Planeten. Sie müssen verlassen sich auf die Kenntnisse, die er von früheren Missionen. “Was haben wir gelernt von Hayabusa ist von grundlegender Bedeutung für den Gang zum Bennu und Ryugu. Aber es gibt eine Menge von unbekannten,” Neyda Abreu associate professor an der Penn State University, Dubois, wer ein Buch herausgegeben über das Thema, sagte Gizmodo. Aber die ersten Missionen waren kompliziert.

“Es war Episch, was Hayabusa bekommen hat einige Proben”, sagte Sie.

Hayabusa verloren lander, MINERVA, zu den tiefen von Raum und konfrontiert seine eigene Spannung-gefüllten Reise, um Proben von Itokawa. Er geheimnisvoll ging in den abgesicherten Modus bei Ihrem Versuch, auf dem Asteroiden landen. Die Landung war letztlich erfolgreich, aber benötigte zwei versuche, um Proben zu sammeln, die von kicking Staub mit einem Metall-Kügelchen. Die Sonde zurück zur Erde mit Proben im Jahr 2010, das erste mal solch eine Leistung hatte, die jemals erreicht wurden.

Asteroiden sind die Felsen, die die Sonne umkreisen und die zu klein sind zu nennen die Planeten—der größte bekannte ist Ceres, eine sphärische rock-592 Meilen weit dessen Umlaufbahn liegt zwischen Mars und Jupiter. Es gibt mehrere Arten von Asteroiden, die gruppiert sind, wie Sie das Licht reflektieren und Ihre vermutete Zusammensetzung. Ihre Oberflächenstruktur variieren kann, von Staub bedeckten Klumpen Metall zu Locker gebunden Haufen von rock durch den Raum schweben, basierend auf, wo und wie Sie sich in der Solar-System.

Es ist schwer zu sagen viel über einen Asteroiden, bevor Sie dort ankommen, belegt durch einen humorvollen Beitrag auf die Hayabusa2-Projekt-website, in der mission, die Wissenschaftler versuchen zu erraten, was Ihre Gegner Aussehen wird (“Ein Karinto puffcream. Alle schwarzen und Runde Dinge sind gekommen, um zu schauen, wie Ryugu zu mir!”). Sie können zu schwach ist, sehen, richtig mit auf der Erde stationierten Teleskope. Kerri Donaldson Hanna, University of Oxford und OSIRIS-REx, Wissenschaftler, erklärt Gizmodo, dass Asteroiden, die oft Aussehen wie eine einzelne Punkt des Lichts durch ein Teleskop. Sicher, Sie können das Spektrum des Lichtes zu bestimmen, die Asteroiden, die Gesamt-Komposition im Allgemeinen, indem Sie versuchen zu finden ähnliche Materialien im Labor nachvollziehen konnte der Beobachtungen. Aber die Wissenschaftler haben einfach nicht viel Informationen darüber, wie Materialien unterscheiden sich innerhalb eines Asteroiden die Oberfläche, bis Sie zu besuchen.

“Es gibt eine riesige Menge an Unsicherheit in allem, was wir wissen, über Bennu,” Michael Moreau, OSIRIS-REx Flight Dynamics System Führen, sagte Gizmodo. “Es gibt eine riesige Palette von möglichen Massen auf der Basis von Beobachtungen haben wir in der Lage, das zu tun, von der Erde aus. Dann gibt es die Form. Wir haben ein Modell der Topographie, und jeder hat getan, eine ganze Reihe von Analysen, wie die mission der Arbeit basieren auf dieser Form. Aber die Gestalt könnte variieren, indem Sie eine Menge. Es könnte sein, sehr Verschieden von dem, was wir erwarten.”

Und sobald eine Sonde kommt an sein Ziel, noch gibt es ziemlich grundlegende Herausforderungen. Selbst eine ideale Asteroiden für diese Art von mission wird wahrscheinlich sein, ständig taumeln und haben fast keine Schwerkraft. Kombinieren Sie das mit der Tatsache, dass die Oberfläche möglicherweise staubig oder mit losen Steinen, und diese Asteroiden können besonders schwer zu greifen. Dann gibt es die Gesetze des Newtons von Physik handeln gegen Sie—wenn Sie versuchen zu Graben in die Oberfläche ein, könnten Sie am Ende drücken Sie sich richtig aus.

Noch ist es nur low gravity, das ist ein Problem. Was die Schwerkraft ist, Links ist unregelmäßig, je nachdem, wie das Objekt zusammengesetzt ist. Der Komet 67P/Churyumov–Gerasimenko war geformt wie eine Ente, zum Beispiel. Der Rosetta-orbiter benötigt, um ständig kleine Anpassungen zur Aufrechterhaltung seiner Umlaufbahn, und je näher es kam zu dem Kometen, der mehr und mehr chaotisch die Dinge bekam. Diese Anpassungen Beobachtungen gemacht, die schwer mit manchmal zeigen die Sonde Kameras an der falschen Stelle, erklärt Matt Taylor, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Rosetta-mission.

OSIRIS-REx ist die Wissenschaftler hoffen, zu verstehen, ob Bennu, wird eines Tages crash in unseren eigenen Planeten. “Das Studium Ihrer Eigenschaften erlaubt uns das Modell genauer und auszuschließen, ob es nicht doch Auswirkungen auf die Erde,” Moreau sagte Gizmodo.

Bei der Ankunft in Bennu, OSIRIS-REx wird sofort beginnen mapping-potentielle Orte der Annäherung an die Oberfläche. Dann, es Schießen wird gas an die Oberfläche zu Holen, einige rock-und fangen es. Das Handwerk haben die drei versucht zu sammeln, die irgendwo zwischen 60 Gramm und 2 Kilogramm Asteroiden-Staub.

Dieser Besuch geben könnte künftigen Generationen im Voraus bei der Bennu ist in der Tat auf Kollisionskurs mit der Erde, als auch Ihnen helfen, festzustellen, einen Kurs der Aktion. Mit genug Warnung, vielleicht würden wir brauchen, um nuke the rock, oder sogar malen Teil seiner Oberfläche, um Sie zu ändern, seine Umlaufbahn genug, um zu vereiteln, zu einer Kollision. Die US-National Science and Technology Council veröffentlichte kürzlich einen Bericht darüber, wie die USA dazu nicht bereit ist für eine katastrophale Asteroiden Streik. Weitere geplante Projekte, einschließlich der NASA ist der Asteroid Redirect Mission und die Double Asteroid Redirection Test (DART) – mission, die hoffentlich helfen, uns besser vorzubereiten.

Auswirkungen, die Risiken beiseite, vielleicht der größte Grund möchten wir landen auf Kometen und Asteroiden ist die schiere Neugier. Asteroiden enthalten material von Anfang an in der Solar-System, das nicht verändert wurde durch die Planeten-Bildung-Prozess, so dass Sie Schnappschüsse des Sonnensystems, wie es war, als es zuerst Umformen. Verstehen Sie, könnte Licht auf, wie unsere eigenen Planeten gekommen zu sein.

Die ganze Landung-auf-eine-asteroid Sache ist klar eine Herausforderung. Aber Wissenschaftler haben einige Ideen, damit es funktioniert.

Zum Beispiel, einige versuchen, die Bedingungen zu erschaffen der Asteroiden hier auf der Erde zu testen Landung Systeme. In diesem Herbst, die North Carolina State Universität, professor Karen Daniels’ team von Studenten planen, um zu Fliegen auf eine null-Schwerkraft-Ebene, auch bekannt als Erbrochenes Kometen. Sie werde jab Nadeln in Sammlungen von kleinen Perlen, die Aufzeichnung der Art und Weise Kräfte auf Sie einwirken, und dass Daten, die helfen könnten, Ingenieure-design eine bessere Asteroiden-grabbing Harpune.

Nun, die Hayabusa2 erreicht hat, in der Umlaufbahn um Ryugu, Japan Aerospace Exploration Agency Wissenschaftler startet der Bewertung potenzieller Landung Standorten. Die Hayabusa2-Handwerk wird mit einer on-board-Impaktor-tool zur Explosion einen Krater im Ryugu – Oberfläche, so kann Sie sammeln Proben von material von knapp unter der Oberfläche. Dann, es fallen ein paar landers, wird versuchen, Sie zu sammeln, noch mehr Daten.

Wenn Sie erfolgreich sind, Hayabusa2 und OSIRIS-REx wird auf die Erde zurückkehren in den frühen 2020er-Jahren mit den Proben. Neben der Lehre, die uns über die Asteroiden und unseres Sonnensystems, die Untersuchung dieser Proben konnte Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, die Meteoriten landen auf der Erde, einschließlich, wo und wie Sie sich gebildet haben.

Für Spekulanten, die darauf hoffen, Reich zu werden durch den Abbau von Asteroiden, sind die Unternehmen noch in Ihren Kinderschuhen. “Das ist eine ziemlich geile Idee und auf jeden Fall eine langfristige venture”, ist sich Geschäftsführer Lewicki sagte Gizmodo. “Erfolg ist nicht gewährleistet und für viele Leute, es macht keinen Sinn. Es braucht Mut und Geduld.”

Aber Sie bewegen sich vorwärts. Planetarische Ressourcen, die in diesem Jahr gestartet und getestet Ihre Arkyd 6 system, ein Prototyp eines Satelliten, der erkennen würde, die erdnahen Objekte, die Wasser haben.

Zu dieser Zukunft wird sicherlich nicht einfach sein, aber auch internationale Raumfahrtagenturen weiterhin zur Verbesserung der Technologie, damit Sie sich besser asteroid-Studie. Und die Wissenschaft ist die Verbesserung schnell. “Wir wissen, dass eine riesige Menge Asteroiden, vielleicht mehr, als wir wussten über den Mond, bevor Sie gehen”, sagte Abreu. “In der Perspektive sind wir in einer viel besseren Form.”