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2018
04-16

研究:小行星提供可持续的资源


个机器人生产基地的前景断地球运行时,不牵强的主意,因为它曾经是,根据一队在美国宇航局肯尼迪航天中心在佛罗里达州的物理学家领导的研究发表的一项研究。

机器人技术的进步和3D打印的远程制造为未来的设计师们提供了一些诱人的前景,因为他们在太阳系中寻找探索和使用资源的方法。另外,私营公司正在建立使用地球附近可用资源的目标和能力。

小行星爱神研究近距离NASA的NEAR任务,其中包括登陆小行星的太空船在2001年2月图片来源:NASA

在他们的研究中,菲尔·梅茨格和肯尼迪的颗粒力学的詹姆斯·曼托瓦尼和Regolith运营实验室;该中心的应用化学实验室的安东尼·马斯卡特洛和肯尼迪水面系统办公室的罗伯特·穆勒(Robert Mueller)详细介绍了一个开发一个可以利用小行星和其他天体资源来满足地球需求的自我维持的天基工业的潜在途径。

机器人挖掘机和简单机器的功能齐全,远程系统距离现实还有很长的路要走,需要对小行星进行大量研究。研究得出结论,一个成功的系统的基础似乎已经到位。

通过在所有美国航空航天局的利用能力,该机构正在开发有史以来第一个任务来识别,会合,捕捉和重定向小行星到月球附近的稳定轨道,然后发送人使用的空间参观发射系统火箭和猎户座飞船。这个使命代表着一种前所未有的技术壮举,让NASA能够以低成本追求在2025年访问小行星的管理的目标,而在美国航空航天局采取多样化的人才优势,它提出了人类探索和发现吧。这张照片代表了一个名义上的航天器,其小行星捕获机制已经被收藏起来。信用:(NASA /高级概念实验室)

Metzger说:“机器人和机器只会制造起动器的金属和推进剂。 “第一代机器人是第二代硬件,除了必须从地球上发送相对较轻的电子和电机。不要紧,大结构的体重是多少,因为你没有启动它。”

这项研究是在部分进行,因为地球上的企业正迅速建立商业案例寻路任务在太阳系评估可用资源着眼于收集它们。

Metzger说:“他们正在探索哪些方法可行,哪些方法不起作用。 Metzger说,研究人员开发了一个基本的计算机模型来判断什么是可能的可行性。他们的数据显示了六代的发展“闭环”,这意味着机器人和自动化机器将能够在没有任何来自地球的材料的情况下自行构建和运行。基本上,他们发现前景并不像他们认为的那样令人望而生畏。

由于小行星装载的是地球上罕见的矿物,近地小行星和小行星带可能成为遥控挖掘机和加工机械的采矿中心。未来,一个工业可以开发从小行星和其他物体向地球发送精制材料,稀有金属,甚至免费的清洁能源。

两个重大的发展使这个前景成为可能:机器人技术和发现塑料,橡胶和各种金属在整个太空中存在所需的基本要素。

Metzger说:“既然我们知道我们可以在太空中获得碳,那么我们所需要的工业基本元素都是可以实现的。 “这对我们来说是改变游戏规则的。小行星带的铂金比地球上的多十亿倍。从字面上有一个十亿倍,是地球上的金属,和所有的水,你可以在任何时候需要“

另一项关键技术,也是在恰当的时间开发:3-d打印机生产硬件,可以 组装成更复杂的机器,并有可能在未来,越来越有能力的机器人。

Metzger说:“这个想法是从地球引力的资源开始,在地球附近。 “但是我们争论的是,你可以以惊人的低成本在太空中建立产业,远远低于以前任何人的想象。”

成品矿物可以返回到地球或用于太空建造新的机器或用于宇航员当他们探索太阳系时。

那么从哪里开始?

作为NASA最近宣布的小行星计划的一部分,该机构正在寻找一个小型小行星,可以移动到地球月球系统内的一条小径上,以便宇航员早在2021年就可以参观这个小行星。

Metzger说:“有些类型的小行星对太空资源来说太棒了。 “这是原始的太阳能系统材料。你可以制造塑料,并且可以通过结合碳和氢来制造橡胶。“

近地小行星或附近的其他机构可能含有足够的材料,以允许机器人系统挖掘资源并将其精制成可用的金属或其他物质。这些材料可以形成碎片,并组装成另一个机器人系统,自己建立类似的模型,并推进设计。

第一代机器类似于1700年代的简单机械装置,每一代新机器都迅速地向现代先进的技术发展。他们将从天然气生产和太阳能电池的创建开始,这对于提供电力来源至关重要。

每个新机器人都可以为每个后续模型添加改进,并快速提高采矿和制造能力。矿工们不需要多长时间才能生产出比自己需要的材料更多的材料,他们可以开始将贵重金属运回地球。

本文认为,也许是整个努力中最不寻常的一个方面,就是它不会从地球上发射很多东西来实现。发射成本将被节省,因为机器人从聚集在那里的材料建造自己的空间不需要任何人产生的东西。很快,只有电脑芯片,电子线路板和接线才需要来自地球。 Metzger说:“我们通过了六代机器人的发展,可以实现全面封闭,在太空中创造一切。” “我们向大家展示了能够推出12吨硬件,这是非常小的。”

该团队的论文“太空产业和太阳能文明的经济实惠,快速启动”发表在6月号的“航天工程杂志。

来源:美国国家航空航天局