小惑星の採掘はうまくいくかもしれません—私たちがダングなものに着陸することができれば

ロゼッタミッションのフィラエ着陸船は、人間の歩行ペースで幅2.5マイルの彗星に向かって降下しました。ドイツのダルムシュタットの科学者たちは、7時間の間、その無線信号を監視していました。彼らは、タッチダウンの瞬間が終わるまで、すべてが正しく行われたかどうかわかりません。すべてがうまくいけば、着陸船は2つの銛を67P /チュリュモフゲラシメンコのほこりっぽい表面に押し込み、しっかりと固定します。そうでなければ、フィラエはすぐに跳ね返って宇宙に失われるか、柔らかいほこりの穴に吸い込まれる可能性があります。

タッチダウン時に無線信号を中断するものはなく、プローブが逆さまになったり、ほこりに覆われたりしていないことを科学者に保証しました。フィラエはまだ生きていました。研究者たちは少しリラックスした。すべてが計画どおりに機能したように見えました。

しかし、欧州宇宙運用センターはすべてのデータを解読できず、代わりにドイツのケルンにある着陸船管理センターに前兆のニュースが送られました。そこでの科学者たちは、太陽電池からの発電が振動していることに気づきました。フィラエは着陸を止めておらず、回転していた。67P /チュリュモフゲラシメンコの小さな引力に反応して、跳ね返り、2回目の跳ね返りがありました。

タッチダウンを試みてから2時間後、フィラエは大きな岩の下の割れ目で休むようになりました。クラフトは破壊されましたか?ミッションは失敗でしたか?

「この2時間、最悪の敵に彼らを望んでいません」と、ロゼッタの 欧州宇宙機関のミッションディレクターであるパオロフェリはギズモードに語った。

彗星67P /チュリュモフゲラシメンコ。

最終的に、2014年11月のフィラエ着陸は多かれ少なかれ成功しました。訓練が行われなかったため、彗星のサンプルを収集できませんでしたが、計画よりもはるかに科学的に興味深い彗星の部分でタスクを実行できました。 t表面に触れます。しかし、神経を破壊する使命は、科学者がこれらの小さなほこりっぽい世界に着陸する方法を理解する際に直面する困難を示しています。

大きな惑星や衛星ではなく、彗星や小惑星などの小さなスペースロックに着陸するのは魅力的な理由があります。小惑星の採掘会社であるPlanetaryResourcesは、地球の近くにある16,000個の岩が2兆メートルトンの水を保持できると推定しています。Aは広く引用ゴールドマン・サックスのレポートでは、サッカーのフィールドサイズの小惑星が含まれている可能性と言う「プラチナの$ 25億$ 50億を。」

これらの岩石の資源は、地球から必要なものすべてを持ち込む必要のない将来の深宇宙旅行のための宇宙ベースのインフラストラクチャを開発するために重要である可能性があります。「多くの人が資源を地球に持ち帰ることを考えていますが、それはキャンプとフロンティアマンシップに関するものです」と、PlanetaryResourcesのCEO兼社長であるChrisLewickiはGizmodoに語りました。「ログキャビンを建設し、地元の地域から水を得ることができれば増えるほど、新しいコミュニティをサポートしやすくなります。」

次に、小惑星が地球に向かってバレルしている場合、惑星の防御者は、小惑星をそらしたり破壊したりする前に、小惑星がどのように構築されたかを知る必要があるという単純な事実があります。

67P /チュリュモフゲラシメンコは小惑星ではなく彗星でしたが、2つのスペースロックは同様の課題を提示します。どちらも岩と塵が特徴で、重力場が非常に弱く、通常は幅が数マイル程度です。2005年、日本の宇宙船「はやぶさ」は、サンプルを収集しようとしたときに小惑星イトカワに衝突して損傷し、2010年に帰還に成功しました。

NASAのOSIRIS-RExが小惑星ベンヌに近づいている一方で、はやぶさの続編である日本のはやぶさ2が先週小惑星リュウグウの周りの軌道に到着したという2つの新しいミッションがこの瞬間に目標に近づいています。一方、企業は、宇宙移民に使用できる資源のために小惑星を採掘する方法を開発する初期段階にあります。小惑星資源を間近で研究して利用することを目的とした宇宙船は 、彼らのまったく不気味なホストの環境を生き残る必要があります。

小惑星ベンヌの周りの軌道にあるOSIRIS-RExのアーティストのコンセプト。

はやぶさ2とOSIRIS-RExは、私たち自身の惑星の快適な物理学に慣れている私たちとはまったく異質な世界に直面するでしょう。彼らは以前の任務から集められた知識に頼らなければならないでしょう。「はやぶさから学んだことは、ベンヌとリュウグウに行くための基本です。しかし、不明な点はたくさんあります」と、このトピックに関する編集したペンシルベニア州立大学デュボア校のネイダ・アブレウ准教授はギズモードに語った。しかし、それらの最初の任務は複雑でした。

「それは叙事詩でした、はやぶさがいくつかのサンプルを得るためにしたことです」と彼女は言いました。

はやぶさは着陸船MINERVAを宇宙の奥深くまで失い、イトカワからサンプルを採取するために独自のサスペンスに満ちた旅に直面しました。小惑星に着陸しようとしたときに、不思議なことにセーフモードになりました。タッチダウンは最終的には成功しましたが、金属ペレットでほこりを蹴り上げてサンプルを収集するために2回の試行が必要でした。プローブは2010年にサンプルとともに地球に戻りました。これは、このような偉業が初めて達成されたときです。

小惑星は太陽の周りを回る岩であり、惑星と呼ぶには小さすぎます。知られている最大のものは、火星と木星の間にある幅592マイルの球形の岩であるセレスです。小惑星にはいくつかの種類があり、光の反射方法と推定される組成に基づいてグループ化されています。それらの表面の質感は、太陽系のどこでどのように形成されたかに基づいて、ほこりで覆われた金属の塊から、宇宙を浮遊する緩く結合した岩の山までさまざまです。

はやぶさ2プロジェクトのウェブサイトに、ミッションの科学者がターゲットがどのように見えるかを推測しようとするユーモラスな投稿が示すように、そこに着く前に小惑星について多くを語るのは難しいです(「かりんとうのパフクリーム。私にはリュウグウのように見えるようになります!」)。地球ベースの望遠鏡で適切に見ると、暗すぎる可能性があります。オックスフォード大学でOSIRIS-RExの科学者であるKerriDonaldson Hannaは、小惑星は望遠鏡を通して一点の光のように見えることが多いとギズモードに説明しました。確かに、この光のスペクトルを使用して、観測を再現できる同様の材料をラボで見つけようとすることで、一般に小惑星の総組成を決定できます。しかし、科学者たちは、訪問するまで、小惑星の表面全体で物質がどのように変化するかについて多くの情報を持っていません。

「ベンヌについて私たちが知っていることには、非常に多くの不確実性があります」と、OSIRIS-REx Flight Dynamics SystemLeadのMichaelMoreau氏はGizmodoに語りました。「私たちが地球から行うことができた観測に基づいて、可能な質量の範囲は非常に広いです。それから形があります。私たちは地形のモデルを持っており、誰もがこの形状に基づいてミッションがどのように機能するかについて多くの分析を行っています。しかし、形は大きく異なる可能性があります。それは私たちが期待しているものとは大きく異なる可能性があります。」

そして、プローブがターゲットに到達した後も、かなり基本的な課題があります。この種のミッションに理想的な小惑星でさえ、絶えず転がり、重力がほとんどない可能性があります。それを、表面がほこりっぽい、または緩い岩で覆われている可能性があるという事実と組み合わせると、これらの小惑星は特につかむのが難しい可能性があります。次に、ニュートンの物理法則があなたに反作用します。表面を掘り下げようとすると、すぐに自分を押しのけてしまう可能性があります。

また、問題となるのは低重力だけではありません。残された重力は、オブジェクトがどのように組み合わされているかに基づいて不規則です。たとえば、67P /チュリュモフゲラシメンコ彗星はアヒルのような形をしていました。ロゼッタオービターは、その軌道を維持するために絶えず小さな調整を行う必要があり、彗星に近づくほど、より混沌としたものになりました。ロゼッタミッションの科学者であるマットテイラーは、これらの調整により、プローブのカメラを間違った場所に向けることがあり、観測が困難になったと説明しました。

OSIRIS-RExの科学者たちは、ベンヌがいつか私たちの惑星に衝突するかどうかを完全に理解したいと考えています。「その特性を研究することで、それをより厳密にモデル化し、地球に影響を与える可能性があるかどうかを除外することができます」とモロー氏はギズモードに語った。

ベンヌに到着すると、OSIRIS-RExはすぐに地表に近づく可能性のある場所のマッピングを開始します。次に、表面にガスを発射して岩を拾い、それを捕らえます。クラフトは、60グラムから2キログラムの小惑星の塵をどこかに集めるために3回の試みをします。

この訪問は、ベンヌが実際に地球との衝突コースにある場合、将来の世代に事前の通知を与えるだけでなく、彼らが行動のコースを決定するのを助ける可能性があります。十分な警告があれば、衝突を阻止するのに十分な軌道を変更するために、おそらく岩を核攻撃するか、表面の一部をペイント する必要があります。米国国立科学技術評議会は最近、米国が壊滅的な小惑星ストライキの 準備ができていないことについての報告を発表しました。NASAの小惑星リダイレクトミッションやダブル小惑星リダイレクトテスト(DART)ミッションを含む他の計画されたプロジェクトは、私たちがより良い準備をするのに役立つことを願っています。

影響のリスクはさておき、おそらく私たちが彗星や小惑星に着陸したい最大の理由は、純粋な好奇心です。小惑星には、太陽系の初期から惑星形成プロセスによって変更されていない物質が含まれているため、最初に形成されたときの太陽系のスナップショットになります。それらを理解することで、私たち自身の惑星がどのようになってきたかを明らかにすることができます。

はやぶさ2が25マイル(40キロメートル)の距離で見た小惑星リュウグウ。

小惑星への着陸全体は明らかに挑戦的です。しかし、科学者はそれを機能させるためのいくつかのアイデアを持っています。

たとえば、着陸システムをテストするために、ここ地球上の小惑星の状態を再現しようとしている人もいます。この秋、ノースカロライナ州立大学のカレン・ダニエルズ 教授の学部生チームは 、嘔吐彗星としても知られる無重力飛行機で飛行することを計画しています。彼らは、力がそれらに作用する方法を記録する小さなビーズのコレクションに針を突き刺し、そのデータは、エンジニアがより良い小惑星をつかむ銛を設計するのに役立つ可能性があります。

はやぶさ2がリュウグウの周りの軌道に到達したので、宇宙航空研究開発機構の科学者は潜在的な着陸場所の評価を開始します。はやぶさ2のクラフトは、搭載されたインパクターツールを使用してリュウグウの表面のクレーター爆破し、表面のすぐ下から材料のサンプルを収集できるようにします。次に、さらに多くのデータを収集しようとする着陸船をいくつかドロップします。

成功すれば、はやぶさ2とOSIRIS-RExは2020年代初頭にサンプルとともに地球に帰還します。これらの小惑星と太陽系について私たちに教えることに加えて、これらのサンプルを研究することは、科学者が隕石がどこでどのように形成されたかを含めて、地球に着陸したことをよりよく理解するのに役立ちます。

小惑星を採掘して金持ちになることを望んでいる投機家に関しては、それらの会社はまだ揺籃期にあります。「これはかなり遠い考えであり、間違いなく長期的なベンチャーです」とCEOのLewickiはGizmodoに語った。「成功は保証されておらず、多くの人にとって、それは意味がありません。グリットと忍耐が必要です。」

しかし、彼らは前進しています。Planetary Resourcesは今年、地球近傍天体に水が含まれていることを検出する衛星のプロトタイプであるArkyd6システムを立ち上げ てテストしました。

この未来にたどり着くのは間違いなく簡単ではありませんが、国際宇宙機関はより良い小惑星研究を可能にする技術を改善し続けています。そして、科学は急速に進歩しています。「私たちは今、大量の小惑星を知っています。おそらく、行く前に月について知っていたよりも多いでしょう」とアブレウは言いました。「観点から見ると、私たちははるかに良い状態にあります。」

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