Parece que la humanidad está destinada a expandirse en el sistema solar. Exactamente cómo se ve eso, y qué tan difícil y bullicioso es el esfuerzo, está abierto a la especulación. Pero hay algunos hechos innegables asociados con la posibilidad.
Necesitamos materiales para construir infraestructura, y transportarlos al espacio desde la Tierra no es realista. (Estate calmado, ascensor espacial Gente.)
La minería de asteroides es una de las cosas de las que se ha hablado durante décadas pero nunca sucedió. Esto no significa que no sucederá. De hecho, tendremos que usar los recursos que ya están en el espacio si queremos establecer una presencia real en cualquier lugar que no sea la Tierra.
Hay enormes recursos disponibles en los asteroides, especialmente en el cinturón principal de asteroides. Pero los asteroides cercanos a la Tierra (NEA) también contienen grandes cantidades de agua, minerales y volátiles. Hay más de 26.000 NEA, y podrían desempeñar un papel importante en el tan esperado futuro espacial de la humanidad. El problema es que aunque se les llame asteroides cercanos a la Tierra, no son de fácil acceso. Entonces, gran parte de la conversación sobre la minería de asteroides implica mover asteroides a órbitas más ventajosas y accesibles.
Hemos aprendido mucho sobre la cantidad de asteroides en las últimas décadas, especialmente en las últimas dos décadas. De hecho, en 2005, el Congreso exigió a la NASA que clasificara los objetos peligrosos y encontrara al menos el 90 % de los NEO potencialmente peligrosos de 140 metros o más para fines de 2020.
También hemos llegado a una mejor comprensión de la formación de asteroides, y los científicos han clasificado los asteroides en tipos según su composición. Los tres tipos son C. tipoY el M. tipoY el tipo S., que significa carbonato, metálico y sílice. También se agrupan por sus órbitas y familias, ya que cada miembro de la familia proviene del mismo cuerpo principal.
También enviamos una nave espacial para estudiar y tomar muestras de asteroides, que es como hacer prospecciones aquí en la Tierra, aunque el muestreo es más para la ciencia que para la explotación de recursos. La Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) y la NASA han lanzado misiones exitosas para devolver muestras de asteroides. JAXA ha devuelto muestras a la Tierra, y una muestra de OSIRIS-REx de la NASA está en camino.
Entonces entendemos la composición y las órbitas de los asteroides, y continuaremos clasificándolos y estudiándolos. Probablemente continuaremos muestreándolo, y la NASA ha dado sus primeros pasos tentativos para cambiar el curso del asteroide. redirección única Con efecto cinético. Parece seguro que querremos acercar uno a la tierra y utilizar sus recursos para nuestras necesidades.
Un nuevo estudio propone una forma única de desplazar los asteroides y moverlos a órbitas más ventajosas. la dirección es «Estrategia multivehículo para capturar asteroides cercanos a la Tierra,Y fue publicado en Acta Astronautica.La autora principal es Livia Ionescu de la Escuela de Ingeniería James Watt de la Universidad de Glasgow.
El estudio muestra cómo dos naves espaciales separadas pueden trabajar juntas para acercar un asteroide a la Tierra, donde se pueden extraer sus recursos. Una nave espacial actúa como una jarra y la otra como un pescador. Juntas, estas naves espaciales funcionan como una nave espacial «jarra» y una nave espacial «capturada», en la que la nave espacial bombín salta de asteroide en asteroide y lo desvía hacia una órbita cercana a la Tierra, mientras que la nave espacial capturadora está estacionada en la Tierra y captura asteroides entrantes, «, escribieron los autores.
En su artículo, los autores comparan la propuesta de dos naves espaciales con otros métodos propuestos utilizando una sola nave espacial. Según ellos, su método es superior.
Uno de los puntos fuertes de su propuesta es la falta de vuelos de ida y vuelta. La nave espacial lanzadora no necesita regresar a la Tierra cada vez. Una nave espacial con un solo vaso puede impulsar asteroides sucesivos hacia la nave espacial que está recogiendo. Después de empujar un asteroide, el lanzador puede reposicionarse para el siguiente empuje.
El análisis del equipo muestra que el método de la nave espacial dual es superior. «Los resultados muestran que la estrategia de las dos naves espaciales es capaz de devolver más masa de asteroides, a menudo en una misión de menor duración», escribieron. Por supuesto, no es tan simple.
El equipo analizó su propuesta de tres maneras. Observaron asteroides que siguen órbitas comunes y circulares, analizaron un grupo de asteroides ficticios cercanos a la Tierra para crear un gran conjunto de datos y analizaron algunos asteroides reales como objetivos de la misión.
Luego, el equipo examinó dos escenarios comparando las misiones de una nave espacial con dos naves espaciales. Cada escenario se considera en términos de Delta V. Delta V mide la cantidad de aceleración requerida para mover un objeto, en este caso naves espaciales y asteroides. Delta V es el quid del problema, pero también lo es el tamaño de clúster devuelto.
El equipo descubrió que su método usa más delta V que los métodos de naves espaciales individuales. Pero su método devuelve una masa mayor que los métodos de naves espaciales individuales porque el eyector no regresa a la vecindad de la Tierra. En todos los casos, el asteroide objetivo se coloca en la órbita heliocéntrica de la Tierra.
“El análisis mostró que la estrategia de las dos naves espaciales no afecta el delta V deseado de manera beneficiosa”, afirma el documento. «Sin embargo, el objetivo de la misión de captura de asteroides es restaurar la masa útil en la vecindad de la Tierra».
Pero los resultados presentados hasta ahora se basan en asteroides de la misma masa y órbitas bastante simples. Esto, por supuesto, no es realista, por lo que el equipo profundizó.
El análisis más profundo analizó los NEA generados artificialmente con elementos aleatorios pero realistas en sus órbitas. “Por lo tanto, en esta sección, los elementos orbitales de los asteroides se generarán aleatoriamente dentro de rangos específicos para generar datos estadísticos sobre el rendimiento relativo de las estrategias de una y dos naves espaciales”, escribieron los autores.
En este análisis más profundo, las estructuras de la misión siguen siendo las mismas. En el modelo de nave espacial única, la nave espacial viaja a un asteroide, lo pone en órbita alrededor del Sol y luego viaja al siguiente asteroide. En el modelo de dos naves espaciales, el eyector se mueve de un asteroide a otro mientras que el receptor permanece en una órbita terrestre centrada en el sol. En su análisis, cada misión visita los mismos asteroides en el mismo orden, pero en la verdadera planificación de la misión, este puede no ser el caso.
Los investigadores encontraron una relación clara en el escenario de una sola nave espacial. Una V más alta resultó en una masa de retorno más baja.
El equipo ejecutó miles de simulaciones. En sus simulaciones, los semiejes de asteroides juegan un papel importante. El equipo descubrió que cuanto más lejos está el semieje mayor de una unidad astronómica (AU), menor es la masa devuelta.
El documento está lleno de detalles, no todos los cuales se pueden explicar aquí. En general, la misión de las dos naves espaciales parece tener algunas ventajas. Pero eso es solo cuando los asteroides entran en la órbita heliocéntrica de la Tierra.
Pero como escribimos aquí en Universe Today, puede que no sea necesario acercar los asteroides a la Tierra. Pueden órbita de marte Es un sitio mejor.
El documento tampoco explora el diseño de naves espaciales, aunque los autores reconocen que si es necesario desarrollar, diseñar y construir dos naves espaciales, eso complica aún más la tarea. Más complejidad significa mayores costos. Pero para los investigadores, dos cosas están claras: «Las ventajas de la estrategia de dos naves espaciales son una mayor cantidad de masa recuperada y una duración de la misión más corta. Ambos implican ingresos potencialmente mayores».
Por supuesto, cualquier beneficio real dependerá de las misiones individuales y de las órbitas y masas de los asteroides individuales. «Por lo tanto, una nave espacial binaria tiene el potencial de entregar una masa más alta en un período de tiempo más corto, pero aún depende de los asteroides objetivo y la fecha de lanzamiento, por lo que es necesario un análisis caso por caso», escribieron.
Cuando el equipo analizó tres misiones de asteroides específicas con cada estructura de misión, la ventaja de las dos naves espaciales fue evidente. «Se presentan dos casos de misión con tres asteroides objetivo, donde la estrategia de dos naves espaciales puede devolver aproximadamente 1,5 veces su masa inicial, mientras que la estrategia de una sola nave espacial solo puede devolver menos de su masa inicial».
Los autores solo especulan sobre sus hallazgos. Pero señalan que es posible que dos o más naves espaciales sirvan a un solo cazador. La misión de dos naves espaciales ya es más compleja que la misión de una sola nave espacial porque los pares de naves espaciales deben estar estrechamente coordinados. Agregar jarras adicionales aumentará la complejidad.
La minería de asteroides está muy lejos en el futuro, si es que alguna vez sucede. Actualmente, estamos construyendo un catálogo de asteroides más preciso y completo, devolviendo muestras de asteroides a la Tierra para su análisis y probando choques cinéticos para afectar las órbitas de los asteroides.
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