Os asteróides são o material primordial que sobraram da formação do Sistema Solar. Eles estão espalhados por todo ele: alguns passam perto do Sol, e outros são encontrados para além da órbita de Netuno. A grande maioria foram recolhidos pela gravidade de Júpiter em um cinturão entre ela e Marte - uma área conhecida como o Cinturão Principal. Como se constata, fomos descobrindo milhares de asteróides que não pertencem ao Cinturão Principal, mas em vez disso passar perto da órbita da Terra - cerca de 9000 até à data, com quase mil mais são descobertos a cada ano.
Muitos destes asteróides próximos da Terra são facilmente acessíveis a partir da Terra. E muitos contêm quantidades enormes de recursos acessíveis. Há mais de 1.500 asteróides que são tão fácil chegar a como a superfície da Lua. Eles também estão em órbitas semelhantes à Terra com gravidade campos pequenos, tornando-os mais fáceis de se aproximar e afastar-se.
Recursos asteróide tem algumas características únicas que as tornam especialmente atraente. Ao contrário da Terra, onde os metais pesados estão perto do núcleo, metais em asteróides estão distribuídos por todo o seu corpo, tornando-os mais fáceis de extrair.
Asteroides conter materiais valiosos e úteis como o ferro, o níquel, água, e metais do grupo da platina raras, frequentemente na concentração significativamente maior do que a encontrada em minas na Terra.
Estamos apenas começando a perceber o potencial incrível de asteróides. O primeiro encontro de uma nave espacial com um asteróide foi em 1991, como a espaçonave Galileo voou pelo 951 Gaspra asteróide a caminho de Júpiter. Nosso conhecimento destes vizinhos celestes foi revolucionado por um pequeno conjunto de EUA e missões internacionais realizadas desde aquela época. Com cada visita ou fly-by, a ciência em asteróides foi reescrita.
Um novo empreendimento espaço Planetary Resources, foi lanuched em 2012 para aplicar técnicas comerciais e inovadoras para explorar o espaço desenvolvimento low-cost nave espacial robótico para explorar os milhares de asteróides ricos em recursos ao nosso alcance. O empreendimento foi co-fundada por Eric Anderson, ex-gerente de missão da NASA Mars, e Peter Diamandis, o empreendedor espaço comercial por trás do X-Prize, uma competição que ofereceu US $ 10 milhões para um grupo que lançou uma espaçonave tripulada reutilizável. Outros investidores notáveis incluem Charles Simonyi, um ex-alto executivo da Microsoft, presidente-executivo do Google, Eric Schmidt, e co-fundador do Google, Larry Page e diretor "Avatar" de James Cameron.
Agora, um par dos recentes acontecimentos - um legal e outro tecnológicos - trouxeram mineração asteróide um passo mais perto da realidade. O passo legal foi tomada quando o Senado Comércio, Ciência e Transporte do Comité aprovou uma lei intitulada HR 2262 - ESPAÇO Act de 2015. O projeto de lei tem uma série de medidas destinadas a facilitar o desenvolvimento de espaços comerciais, incluindo uma disposição que dá a indivíduos ou empresas de propriedade de qualquer material que eles mina no espaço sideral. De acordo com uma estimativa, mineração asteróide poderia finalmente evoluir para um mercado de trilhões de dólares.
O desenvolvimento tecnológico é uma nova geração de espectroscópio de raios gama que aparece perfeitamente adequado para a detecção de veios de ouro, platina, terras raras e outros materiais valiosos escondidos dentro dos asteróides, luas e outros objetos sem ar que flutuam em torno do sistema solar - apenas o tipo de "Sensor" que serão necessários pelos mineiros asteróides para farejar estes materiais valiosos.
O conceito foi desenvolvido por uma equipe de cientistas da Vanderbilt e Universidades Fisk, Jet Propulsion Laboratory da NASA e doInstituto de Ciência Planetária. É descrito no artigo "Novos cintiladores ultra-brilhantes para espectroscopia de raios gama planetária", publicado em 23 de outubro a SPIE Newsroom. SPIE é a Sociedade Internacional de Óptica e Fotônica ea SPIE Newsroom destaca realizações científicas notáveis na área da óptica e fotônica.
Espectroscopia de raios-gama Planetary tira proveito do fato de que todos os objetos no sistema solar são continuamente bombardeados por raios cósmicos. Estas partículas de alta energia do espaço profundo atingir as superfícies expostas a velocidades relativistas, quebrando apart átomos nas camadas superiores e produzindo uma chuva de partículas secundárias, incluindo nêutrons.Os nêutrons colidem então repetidamente com os átomos do material, produzindo raios gama como eles vão. Os raios gama são uma forma de radiação eletromagnética como a luz, mas são consideravelmente mais poderoso e penetrante. O decaimento de elementos radioactivos de longa duração é uma fonte secundária de raios gama.
Um espectroscópio de raios gama regista a intensidade e comprimento de onda dos raios gama provenientes de uma superfície. Este espectro pode ser analisada para determinar a concentração de um número de elementos, importantes constituintes das rochas, incluindo oxigénio, magnésio, silício e ferro ... para não mencionar os metais preciosos como o ouro e cristais valiosos como diamantes.
"As missões espaciais à Lua, Marte, Mercúrio e do asteróide Vesta, entre outros incluíram espectrômetros de baixa resolução, mas levou meses de tempo de observação e grande despesa para mapear suas composições superfície elementares da órbita", disse o professor de astronomia Keivan Stassun , o co-autor Vanderbilt. "Com o nosso sistema proposto deve ser possível para medir a sub-superfície abundâncias elementares com precisão, e fazê-lo muito mais barato porque os nossos sensores pesam menos e requer menos energia para funcionar. Isso é uma boa notícia para empreendimentos comerciais onde o custo, poder e lançamento peso são todos em um prêmio. "
A chave para o novo instrumento é um recém-descoberto material, iodeto de estrôncio dopado com európio (SrI2). Este é um cristal transparente, que pode actuar como um detector extremamente eficiente de raios gama. Ele registra a passagem de raios gama por libertação de flashes de luz que podem ser detectados e registrados.
"O padrão-ouro para a espectroscopia de raios gama é o germânio alta pureza (HPGe detector)", disse Fisk Professor de Física Arnold Burger, que desenvolveu o detector SrI2. "No entanto, exige resfriamento criogênico por isso é muito volumoso. Ele também precisa de tecnologia de vácuo tubo de modo que consome muita energia para funcionar com baterias. SrI2 não é tão bom HPGe, mas é mais do que suficiente para fazer o trabalho e é compacto o suficiente e os seus requisitos de energia suficientemente baixo de modo que ele pode ser usado em naves espaciais e mesmo colocados em sondas robóticas. "
De acordo com Stassun e Burger, o projeto é uma das histórias de sucesso de theFisk-Vanderbilt mestrado-to-Ph.D. Programa Bridge, que é projetado para aumentar o número de estudantes de minorias sub-representadas nas disciplinas de ciências, tecnologia, engenharia e matemática. O programa produziu 15 Ph.D. graduados em física, astronomia e ciência dos materiais e está em vias de produzir 3-5 doutores por ano, tornando-se uma das fontes mais prolíficos de minoritários doutores no país.
"A colaboração já iniciada com colegas do Instituto de Ciência Planetária no Arizona e no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena irá fornecer futuros locais para a formação de nossos alunos Ponte e expondo-os a instalações e capacidades adicionais fora da comunidade Vanderbilt", disse Burger.
Ele também fornece aos alunos da ponte com uma nova área de pesquisa para prosseguir. O programa formou uma equipe de astro-vaterials se concentrar no desenvolvimento do espectroscópio. No mês passado, vários alunos co-autor de um artigo publicado no Journal of Astronomical telescópios, instrumentos e sistemas de desempenho que relatou SrI2 em altas energias de raios gama.
"A oportunidade de estar envolvido em um projeto como este como um estudante de pós-graduação é uma oportunidade incrível", disse Anna Egner, que está liderando o esforço da equipe para construir um mock-up do espectroscópio para um pacote de carga útil real. "Tendo sido sempre encantada e intrigada com a física ea astronomia, trabalhando em um instrumento que poderia um dia voar para o espaço é impressionante emocionante."
As primeiras missões comerciais para asteróides próximos poderia lançar tão cedo quanto 2020, mas será décadas antes da mineração asteróide começa a sério. Enquanto isso, a nova tecnologia de espectroscopia promete fornecer cientistas planetários com novos detalhes sobre a composição química dos asteróides, cometas, luas e planetas menores no sistema solar: a informação que é certo para melhorar a nossa compreensão de como o sistema solar se formou. Além disso, ele poderia se tornar uma ferramenta importante no arsenal de defesa planetária, pois pode determinar se os objetos que cruzam a órbita da Terra são feitos de rocha ou gelo.
O Galaxy diário via Universidade Vanderbilt e Planetary Resources Corporation
Crédito da imagem: NASA
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