Home 科學技術 小行星到底是由什麼構成的?新分析使太空採礦更接近現實

小行星到底是由什麼構成的?新分析使太空採礦更接近現實

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關於小型小行星是如何形成的,科學家們還有很多東西需要了解。這些石製品可能含有貴金屬。太陽系形成時遺留下來的古代物質。以及揭示其父物體歷史的化學線索。因此,它們越來越被視為未來的太空資源。

由空間科學研究所 (ICE-CSIC) 領導的一個研究小組檢查了與 C 型小行星有關的樣本,C 型小行星是一種富含碳的天體,被認為是富含碳的球粒隕石的原始來源。他們的研究結果發表在《皇家天文學會月刊》上,強化了這些小行星可以作為重要物質儲存庫的論點。這一發現還有助於科學家確定這些隕石的來源。並支持未來太空任務和資源開採技術的規劃。

來自古代小行星的罕見隕石

碳球粒隕石自然來到地球。但只有約 5% 的隕石墜落。許多物種都極其脆弱,在恢復之前就會破裂。這使得它異常罕見 當我發現它們時 它們經常出現在撒哈拉沙漠或南極洲等沙漠環境中。具有良好的保護條件

“對單個隕石的科學興趣在於,它們含有小的、未分化的小行星樣本。並提供有關它們起源的物體的化學成分和進化歷史的寶貴信息。” Josep M. Trigo-Rodríguez 表示,該研究的主要作者是加泰羅尼亞空間研究所 (IEEC) 下屬 ICE-CSIC 的天體物理學家。

測量小行星的組成部分

為了進行這項研究,ICE-CSIC 團隊仔細挑選並分類了小行星相關樣本。在送去進行詳細的化學分析之前,這些測量是由 Jacinto Alonso-Azcárate 教授在卡斯蒂利亞-拉曼恰大學使用質譜儀進行的。這項工作使研究人員能夠確定六種最常見的碳質球粒隕石的精確化學成分,並評估有一天從小行星中提取這些物質是否現實。

ICE-CSIC 的小行星、彗星和隕石研究小組花了十多年的時間研究小行星和彗星表面的物理和化學特性。 Trigo-Rodríguez 解釋說:“在 ICE-CSIC 和 IEEC,我們專注於開發實驗,以更好地了解這些小行星的特性。以及太空中發生的物理過程如何影響它們的性質和礦物學?”

他還指出,過去十年來,ICE-CSIC 一直充當 NASA 南極隕石收藏的國際儲存庫。他幫助選擇並索取了本研究中使用的許多碳球粒隕石。並圍繞它們設計了幾個實驗。 “現在出版的作品是團隊努力的結晶,”他說。

小行星資源值得開採嗎?

“這些類型的隕石是在我們的潔淨室中使用其他分析技術進行研究和選擇的。這很有趣。尤其是因為它們含有的礦物質和化學元素的多樣性。然而,大多數小行星含有相對較少的這種有價值的元素。因此,我們研究的目的是了解提取它們的可行性,”ICE-CSIC 博士前研究員 Pau Grèbol Tomás 說。

該研究的合著者兼巴塞羅那地球科學中心 (GEO3BCN-CSIC) 研究員 Jordi Ibáñez-Insa 指出,雖然許多小型小行星都覆蓋著稱為風化層的鬆散表面材料,但收集小樣本與大規模提取資源有很大不同。然而,大多數小型小行星的表面都覆蓋著稱為風化層的分散材料。並且有利於少量樣品的返還。但開發大規模收集系統以實現明顯效益則是另一回事。無論如何,這都是值得探索的,因為在太空中尋找資源可能對於減輕採礦活動對陸地生態系統的影響很敏感,”他說。

為未來選擇合適的小行星

主小行星帶含有大量物質。特里戈-羅德里格斯表示,了解這些物體的類型需要仔細分類。小行星的組成由於其悠久而復雜的歷史而變化很大。 “它們都是小物體,而且差異很大。這很大程度上受到它們的進化歷史的影響。尤其是碰撞和靠近太陽。如果我們正在尋找水,有一些小行星是碳質球粒隕石的來源。反過來,它們原始狀態下的金屬會更少。我們不要忘記,在它們形成後的 45.6 億年之後,每顆小行星都有不同的成分。正如對球粒隕石的研究所揭示的那樣。”

這項研究的一個重要結論是,小行星採礦也不例外。它們是太陽系形成過程中的化石殘留物,被認為是軟骨狀隕石的祖體。然而,現在這是不可能的。該團隊發現了另一種相對原始的小行星,它顯示出橄欖石和尖晶石的特徵,是更有潛力的採礦目標。

自信地識別此類候選人。研究人員強調了對碳球粒隕石進行詳細化學研究的重要性。結合新的樣本返回任務。這些任務將有助於確認哪些小行星與地球上研究的隕石真正相關。

技術、水和長期探索

“除了樣本返回任務所顯示的進展之外,真正需要能夠採取果斷措施開發在微重力條件下提取和收集這些材料所需技術的公司。這些材料的處理和產生的廢物也將產生重大影響。這應該得到適當的量化和減輕,”特里戈-羅德里格斯補充道。

該團隊預計在不久的將來會取得進展。尤其如此,因為現場資源的利用對於月球和火星的長期任務變得更加重要。使用太空中發現的材料可以大大減少從​​地球運送物資的需要。如果水是主要目標 研究人員強調,應優先考慮那些被水改變、富含含水礦物質的小行星。

在微重力環境中提取資源將需要一種全新的方法。 “這看起來像科幻小說。但三十年前計劃第一次樣本返回任務時,它也看起來像科幻小說,”保羅·格雷博爾·托馬斯 (Pau Grèbol Tomàs) 說。

從行星防禦到太空資源

世界各地正在討論一些想法。包括捕捉靠近地球軌道運行的小行星的圖像。並將它們送入繞月軌道進行研究和資源利用。特里戈-羅德里格斯強調,富含碳的小行星可能是特別有吸引力的目標。 “對於一些富含碳的小行星來說,分離水進行再利用似乎更可行。無論是作為燃料還是作為探索其他世界的關鍵資源。它還可以提供有關某些有一天可能威脅我們生存的物體的更多科學知識。從長遠來看,我們可以開採並縮小具有潛在危險的小行星。這樣它們就不危險了,”他解釋道。

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