航天器缺水缺燃料咋办?就近逮个小行星用用

作者: 辛雨

来源: 中国科学报

发布日期: 2018-09-06 07:54:21

科学家探讨了近地小行星的捕获和利用,认为这些小行星可以提供有用资源支持太空活动。研究提出了利用空气动力制动的方法捕获小行星,并分析了相关的技术挑战和潜在危险。

在小行星家族中,那些运动轨道与地球轨道相交的近地小行星,因具有一定的可达性,能够提供太阳系形成和演化的关键信息,这一价值已成功引起了科学家的注意,并由此开展了一系列针对小行星的探索任务。科学家认为近地小行星可提供若干有用资源,用于支持未来的太空活动,如航天器推进剂制造和支持生命的消耗品。因此,人们对这种低能战略产生了很大兴趣——将近地小行星捕获到地球附近,并对其资源进行开发和利用。

研究人员探讨了通过施加脉冲力,改变小行星的运动轨道,并利用空气动力制动的策略,减缓小行星的运动速度,将近地小行星直接捕获到环绕地球的轨道上。考虑到空气动力制动捕获小行星,存在发生操纵失控而撞击地球的危险,因此,研究人员首先对候选小行星进行了空气动力制动危险分析,纳入分析的是直径小于30米的近地小行星,原则上这些小行星不具有危险性。

中国科学院紫金山天文台研究员季江徽告诉《中国科学报》记者,这种利用大气产生的阻力减缓物体进入轨道的方法,在航空航天相关领域中的应用已经比较成熟了。美国的火星探测项目利用大气制动原理可以节省大量燃料并降低航天器的轨道。

近日,英国格拉斯哥大学Minghu Tan团队提出,利用空气动力制动的方法,将近地小行星捕获至地球轨道,有望为空间站提供水、贵金属等资源,相关研究结果发表于《国际宇航学报》。

在此研究中,Tan将直径小于30米的近地小行星纳入候选行列。他利用公式推算近地小行星的直径大小,公式中包括两个参数——小行星的绝对星等H和反照率pv。由于小行星的结构和物质不同,它们的反照率差异较大。研究者通过设定一定数值的反照率推算小行星的直径大小。

与此同时,有科学家怀疑这其中的危险性。Mueller-Wodarg和Fieber-Beyer表示,如果将小行星靠近地球,可能会导致小行星撞击地球,甚至造成广泛的死亡和破坏。虽然许多近地小行星的轨道相对为人所知,但它们的组成却并非如此。小行星成分复杂,它们的表面变化多样,可以是灰尘覆盖的金属块,或是松散堆在一起穿过太空的漂浮岩石,金属和其他致密物质与轻质岩石的反应则不同。

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