微型太空探測軍團出發,前往小行星帶大規模探勘

作者 | 發布日期 2017 年 09 月 24 日 0:00 | 分類 天文 , 奈米 , 能源科技 follow us in feedly

近地小行星就像潛伏在地球周遭的不定時炸彈,為更進一步了解它們的構造,芬蘭科學家準備派出微型太空軍團 50 戰士前往太陽系的小行星帶,對 300 顆小行星進行大規模前哨探勘,並預計約 3 年後返回地球,將儲存器的數據下載下來並分析。



6,500 萬年前,小行星撞擊地球是導致恐龍滅亡的主因之一,直到現在,仍有許多虎視眈眈的近地小行星驚險飛掠過我們,由於它們的飛行軌道與地球軌道相交,一不留神可能給地球帶來毀滅性的災難。科學家對外星球探索向來不遺餘力,雖然僅止於太空人從月球帶回岩石、火星車鑽取樣品並將處理過的數據傳回地球,目前很難再從其他天體收集到貨真價實的岩石。但科學家不放棄,比如芬蘭氣象研究所(FMI)準備派出名為「Nanosat」的探勘艦隊前往小行星帶,利用望遠鏡和紅外光譜儀等儀器來記錄小行星成像、光譜特徵。

小行星由岩石或金屬組成,也圍繞著太陽運轉。小行星帶是指太陽系內介於火星和木星軌道間的密集小行星區,由於該區域和其他地方比較後簡直就像小行星集中營,數量估計多達 50 萬顆,因此被稱為主小行星帶,簡稱「主帶」,大約 90% 的已知小行星都位於小行星帶。

主帶中有些小行星很龐大,最大的三顆為智神星、健神星和灶神星,平均直徑都超過 400 公里;另外,小行星帶中唯一一顆矮行星──穀神星,直徑大約 950 公里。但除了這幾位,其餘小行星就沒有這麼顯赫威武的身軀了,有的甚至小如塵埃,加上主帶的星際物質非常稀薄,已經有好幾艘太空船平安通過而未曾發生意外。

(Source:NASA

芬蘭氣象研究所科學家派卡‧鑑胡能(Pekka Janhunen)在今年的歐洲行星科學大會(EPSC)介紹了這項研究。Nanosat 艦隊由 50 艘超微型太空探測器組成,每艘探測器上裝有電動太陽風帆推進系統、傳輸數據的小天線、小型成像望遠鏡、紅外光譜儀等儀器。

電動太陽風帆(electric solar wind sail,簡稱 E-sails)由派卡·鑑胡能在 2006 年發明,以太陽風為動壓來源,推進太空探測器行進,原理為製造電場排斥太陽風的質子,進而推動太空載具移動。這種依靠太陽風行進的電動帆除了比傳統太陽能電池系統更有效便宜,從長遠發展來看,也極有可能促成小行星資源的經濟開發與應用。

1 個奈米太空探測器負責訪問 6~7 個小行星,它們會在距離目標行星的 1,000 公里範圍內飛行,利用只有 4 公分長的望遠鏡拍攝解析度達 100 公尺或更高的小行星地表圖像。紅外光譜儀則負責分析小行星發射或反射的光譜特徵,以確認行星的礦物成分。派卡·鑑胡能說,探測器將能收集大量小行星資料,包括尺寸、形狀、表面有否灰塵灰燼、有幾顆衛星、地表化學成分、是否有水等,整趟任務僅花費不到 7,200 萬美元,比傳統要花費高達數十億美元的深空任務還便宜許多。

不過,雖然小行星研究是打開人類對宇宙認知的方法之一,但隨著太空任務越來越蓬勃發展,隨之而來的隱患可能仍和利益纏在一起,也就是小行星豐富的金屬礦石、各國的「採礦權」。一般認為,這些小行星攜帶的鉑(白金)礦、鎳礦、黃金等貴重金屬,價值可能超過數十億甚至數兆美元,許多太空公司早就看上這塊美味餡餅,積極布局。

雖然美國已頒布「各國可以公平前往小行星採礦」的法規,但隨著小行星採礦變得更可行,太空相關法律勢必也會重新審視。

(首圖來源:Europlanet)