A mineração de recursos contidos em asteróides, para uso como propelente, materiais de construção ou em sistemas de suporte de vida, tem o potencial de revolucionar a exploração de nosso Sistema Solar. Para tornar este conceito uma realidade, precisamos aumentar nosso conhecimento da população muito diversificada de asteróides próximos da Terra (NEA) acessíveis. Ano passado, dezenas dos maiores cientistas de asteróides e empresários de mineração de asteróides se reuniram em Luxemburgo para discutir questões-chave e identificar lacunas de conhecimento científico. Um White Paper descrevendo os resultados dessa discussão, "Respostas às perguntas dos mineiros de asteróides" será apresentado no European Planetary Science Congress (EPSC) 2017 em Riga, na terça-feira, 19 de setembro, pelo Dr. JL Galache e pelo Dr. Amara Graps.

"A mineração de asteróides é esta incrível intersecção da ciência, Engenharia, empreendedorismo e imaginação, "diz Galache da Engenharia Aten." O problema é, também é um exemplo clássico de um campo científico relativamente jovem, pois quanto mais descobrimos sobre asteróides por meio de missões como Hayabusa e Rosetta, mais percebemos que não sabemos. "

O objetivo da conferência Asteroid Science Intersections with In-Space Mine Engineering (ASIME) 2016, de 21 a 22 de setembro, 2016 na cidade de Luxemburgo era para fornecer um ambiente para a discussão detalhada das propriedades específicas dos asteróides, com as necessidades de engenharia de missões espaciais que utilizam asteróides. Os resultados da Conferência ASIME 2016 produziram um registro em camadas de discussões de cientistas e mineradores de asteróides para entender as principais preocupações uns dos outros.

O White Paper cobre questões que envolvem a necessidade de pesquisas de asteróides na preparação para missões de mineração, a superfície e o interior do asteróide, implicações para astrobiologia e proteção planetária e outras questões relacionadas à política e estratégia para o desenvolvimento de um roteiro para o avanço da utilização dos recursos do asteróide no espaço.

Uma série de lacunas de conhecimento foram identificadas:os mineiros de asteróides precisam de acesso a um mapa de NEAs conhecidos com uma órbita semelhante à da Terra para que possam ajustar sua seleção de alvos potenciais. Muitos objetos são - ainda - desconhecidos, ou muito pouco se sabe sobre eles, portanto, também é necessário desenvolver um programa dedicado de descoberta e acompanhamento da NEA.

Galache explica:"Os NEAs geralmente são descobertos quando estão no máximo, portanto, nossa melhor chance de estudá-los é seguir imediatamente as detecções com outras observações para caracterizar sua forma e propriedades espectrais. Isso precisa de boa qualidade, relativamente grande, telescópios dedicados disponíveis a curto prazo. Não temos acesso confiável a essas instalações no momento. "

Mais estudos são necessários para entender a ligação entre meteoritos e asteróides, e compartilhar dados mais amplamente sobre a composição de meteoritos para que solos de asteróides simuladores mais precisos, ou "regolito", pode ser criado. Isso é importante para entender quais asteróides possuem quais recursos, e para se preparar para o lado prático de uma missão de mineração, como desembarque e extração de material.

"Além de amostras devolvidas de um punhado de missões, a única maneira de estudar a composição dos asteróides é analisando a luz refletida de suas superfícies, ou examinando fragmentos que pousaram na Terra na forma de meteoritos, "diz Graps da Universidade da Letônia e do Instituto de Ciências Planetárias, Tucson, Arizona. "Ambas as técnicas têm limitações. As observações espectrais vêm do 'verniz superior' do asteróide, que foi intemperizado no espaço e submetido a outros tipos de processamento. Os meteoritos são cruciais, mas também carecem de parte da história:constituintes frágeis do material primitivo contido nos asteróides podem ser perdidos durante a entrada na atmosfera. No momento, nosso mapeamento de tipos de meteoritos de volta para as diferentes classes de asteróides pai não é tão robusto. "

Três quartos dos asteróides conhecidos são classificados como Carbonáceos ou "tipo C", Sombrio, objetos ricos em carbono. Contudo, a maioria dos NEAs são da classe de asteróides Silicaceous "tipo S", que são corpos pedregosos de cor avermelhada que dominam o Cinturão de Asteróides interno. Para mineiros de asteróides à procura de água para usar em combustível de foguete ou sistemas de suporte de vida, ser capaz de identificar a classe do asteróide é vital. Foi descoberto que meteoritos condritos carbonáceos contêm minerais de argila que parecem ter sido alterados pela água em seu corpo original. Embora se acredite que esses meteoritos sejam derivados de subclasses de asteróides do tipo C, não há uma correspondência exata com nenhuma classe espectral única.

Um atalho para entender a composição de um NEA poderia ser identificar onde no Sistema Solar eles se formaram e observar as características de sua "família orbital". Assim, outra lacuna de conhecimento é a ligação entre as previsões dinâmicas de onde uma NEA se origina e suas caracterizações físicas reais.

As informações também são escassas quanto ao tamanho dos grãos na superfície do asteróide. Os asteróides Eros e Itokawa têm assinaturas espectrais e refletividade semelhantes, mas as missões de encontro mostram que eles têm propriedades de regolito muito diferentes. NEAR Shoemaker mostrou que Eros está coberto de poeira fina, enquanto a Hayabusa revelou que a superfície de Itokawa tem blocos robustos com dezenas de centímetros de diâmetro. O conhecimento abrangente das propriedades do regolito na superfície e subsuperfície dos asteróides será vital para o desenvolvimento de estratégias de pouso e extração de materiais. Contudo, ainda, nenhuma missão explorou como o regolito de asteróide pode variar com a profundidade.

"Os resultados da missão Rosetta da ESA mostraram que a superfície do cometa 67P / Churyumov Gerasimenko é muito mais densa do que o seu interior. Pode ser que encontremos a mesma coisa se cavarmos no regolito dos NEAs. Mas, no momento, nós simplesmente não sabemos, "disse Graps.

Mais trabalho também precisa ser feito para entender a dinâmica do material granular em baixa gravidade. Estudos sugerem que o material granular pode se comportar como um sólido, um líquido ou um gás neste ambiente. Este comportamento será particularmente importante para asteróides que são pilhas de entulho, já que uma espaçonave tentando pousar ou perfurar neles poderia facilmente desestabilizar o regolito, causando um fluxo granular ou avalanches.

"As técnicas de mineração de asteróides precisarão se adaptar ao ambiente de baixa gravidade. As soluções possíveis incluem o cancelamento das forças de ação-reação cavando em direções opostas ao mesmo tempo, ou produzindo uma força de reação, como amarrar uma rede ao redor do asteróide para os robôs se agarrarem enquanto escavam, "diz Galache." É um desafio! Mas responder às perguntas feitas neste Livro Branco será um primeiro passo importante. "