为什么开采小行星很困难?



就目前而言,在小行星上开采是一种奇妙的活动,最近经常被称为不久的将来。 只有针对这种职业的公司几乎破产,从未达到过一个小行星。 让我们看看为什么这么难。



小行星是一种天然的小型宇宙物体,其宽度从几米到几百公里不等,主要由石头或金属成分组成,这与以冰为主要成分的彗星区分开来。 太阳系的冰冷体主要位于远离太阳的位置-不仅在火星上,而且在更远的地方,因此更容易从地球到达小行星。 大多数小行星在火星和木星轨道之间的主带中旋转,但很大一部分的轨道靠近地球甚至跨越地球的轨道。 相对靠近地球或接近的小行星被称为近地,跨越轨道被认为对我们有潜在危险。 但是借助航天器来实现这样的小行星要简单得多,可以通过花费比飞往月球更少的燃料来达到某些小行星。



小行星的成分也不同,科学家根据地球望远镜定义的光谱类别对它们进行划分。 小行星主要有三种类型:石头,铁石头,金属(铁)。 其中最富含各种金属,包括稀土和铂-金属,它们是在太阳系黎明时相互碰撞形成并破坏的第一批原行星的核的碎片。 石小行星的某些亚种含有更多的碳和挥发性化合物,包括水,这使其类似于彗星。

任何正在寻找小行星的太空矿工都必须选择目标,原因有以下几个:

  1. 光谱类 -了解那里正在等待什么矿物(带水生产系统飞往金属小行星是没有用的)。
  2. 与地球轨道速度的差异是要知道往返飞行必须使用多少燃料。 地球速度和经过近地小行星的速度差异始于约0.5 km / s。 也就是说,要到达小行星并返回近地轨道,航天器将需要一个燃料储备,以使其能够获得1 km / s的速度(加速度为0.5 km / s,制动为0.5 km / s)。 相比之下,到达月球并着陆需要3.5 km / s的距离。 您可以通过重力操纵来节省开支,但它们将需要最佳的轨迹,并且会大大增加飞行时间。 您还可以节省在大气中的制动,但是您将需要增加返回的胶囊的质量。
  3. 小行星轨道倾角 -地球和小行星都围绕太阳在大致相同的平面内旋转,但是即使轨道倾角有微小差异,也需要大量的燃料消耗。 将航天器的轨道平面改变1度需要大约0.5 km / s的速度提高,并且一些小行星与地球轨道平面的旋转角度最大为20度。



结果,只有几十颗小行星可用于相对简单和廉价地获得和返回提取的物质。 即使这样,每公斤资源将花费数千万或数亿美元用于矿山航天器的开发,生产和发射。



对于“太空矿工”而言,最烦人的事情是小行星材料已经以陨石的形式定期到达地球。 此外,地球本身包含的化学元素与周围宇宙物体的化学元素组成相同。 的确,在金属小行星中,重稀土金属的浓度高于地壳中的平均浓度。 地球是指经过分化的物体,其结果是重元素下降到核心,只有轻元素残留在表面,金属小行星只是古代原行星的碎片。 但是,这里的火山活动是地球矿工的帮助。 古代喷发的结果,例如雅库特的金伯利岩管康德山脊或布托拉纳高原,所含金属的浓度增加,人类仍然可以生产数百或数千年。



因此,在未来几十年中,只能在不将其交付给地球的情况下,将其用于空间的背景下讨论空间采矿的商业前景。

尝试通过寻找新的小行星赚钱的尝试也失败了,因为小行星成功地以预算为代价开放了包括NASA在内的国家科学机构。



获得小行星的困难以及地球上陨石材料的可用性,最重要的是-地球经济和航天材料对航天经济的实际需求的缺乏,已成为从商业角度对诸如行星资源和深空工业等项目缺乏浓厚兴趣的原因。 尽管有种种困难,但在地球上提取稀土金属比空间采矿者所能提供的效率高而且容易得多。

为流行科学门户网站Nplus1.ru (在原始版本中发布)准备。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN445314/


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