Le plan d'extraction d'astéroïdes extrairait de l'eau des roches spatiales ensachées

Concept de fournitures in situ (Apis) fournies par les astéroïdes

Un plan innovant d'utilisation de l'exploitation minière optique fait partie du concept Asteroid Provided In-Situ Supplies (Apis) - une capacité à puiser des méga-quantités d'eau à partir de roches spatiales pour aider à établir une infrastructure précieuse dans l'espace. (Crédit image : TransAstra)

PASADENA, Californie - Une nouvelle façon de récolter les ressources d'astéroïdes est considérée comme un possible changeur de jeu pour l'exploration spatiale.



L'innovation en instance de brevet, appelée «exploitation minière optique», pourrait permettre d'exploiter d'énormes quantités d'eau d'astéroïde, selon les partisans. Cette eau, à son tour, pourrait fournir un propulseur relativement bon marché et accessible pour les engins spatiaux en voyage, réduisant considérablement le coût des vols spatiaux.

Le développement de l'idée d'extraction optique a été financé par une bourse et une subvention de la NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), ainsi qu'un contrat avec une petite entreprise. Le concept – qui est également connu sous le nom de plan d'approvisionnement in-situ fourni par les astéroïdes, ou Apis – a été détaillé ici lors d'une session spéciale du NIAC qui s'est tenue le 2 septembre lors de la réunion Space 2015 de l'American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). [Comment l'extraction d'astéroïdes pourrait fonctionner (infographie)]

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Planetary Resources est l'une des nombreuses sociétés privées qui espèrent extraire les métaux précieux et la glace d'eau des astéroïdes. Découvrez comment l'extraction d'astéroïdes pourrait fonctionner dans notre infographie complète ici.(Crédit image : Karl Tate, contributeur demokratija.eu)

Modèle commercial d'extraction d'astéroïdes

'Nous mettons en place un modèle commercial … qui déplace la réutilisabilité dans l'espace et des méthodes et pratiques plus commerciales dans l'espace lointain', a déclaré à demokratija.eu Joel Sercel, chercheur principal d'Apis, fondateur et ingénieur principal chez ICS Associates Inc. et TransAstra.

Sercel a déclaré qu'Apis peut soutenir les plans de la NASA pour l'exploration humaine en fournissant des consommables de mission et du propulseur pour toutes les missions de la campagne Evolvable Mars de l'agence, y compris les efforts d'exploration humaine en orbite lunaire, les missions en équipage sur les astéroïdes proches de la Terre dans leurs orbites d'origine, l'exploration de la lune et exploration de Mars .

Sercel travaillait auparavant au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie, et a été l'un des principaux innovateurs du système de propulsion ionique NSTAR (Solar Technology Application Readiness) de la NASA. NSTAR alimente le vaisseau spatial Dawn de la NASA, qui est actuellement en orbite autour de la planète naine Cérès.

Charges d'eau

Sercel a déclaré que l'approche d'extraction optique vise à extraire des surfaces d'astéroïdes de chondrite carbonée et à extraire de l'eau et d'autres matériaux volatils de ce matériau excavé et dans un sac gonflable enveloppant, le tout sans avoir besoin d'une robotique complexe ou peu pratique.

Le plan Apis consiste à récolter jusqu'à 100 tonnes d'eau à partir d'un astéroïde géocroiseur , et en emmenant le matériel en orbite lunaire ou dans d'autres emplacements de dépôt, en n'utilisant qu'un seul lancement de fusée SpaceX Falcon 9, a ajouté Sercel.

Les membres de l'équipe Apis ont déjà effectué des simulations informatiques et des expériences en laboratoire sur des échantillons de météorites pour avoir une meilleure idée de la façon d'aborder le travail prévu dans l'espace.

Lumière et chaleur

Sercel et ses collègues utilisent leur grand four solaire au White Sands Missile Range au Nouveau-Mexique pour éclairer et chauffer l'idée.

Depuis la fin des années 1970, les chercheurs utilisent ce four pour simuler la chaleur soudaine générée par une explosion nucléaire. Le four utilise deux ensembles principaux de miroirs. Un grand ensemble plat peut pivoter pour saisir les rayons du soleil et les diriger à travers un système d'obturateur sur le deuxième ensemble de miroirs, qui, à son tour, concentre la lumière et la chaleur sur la cible.

Entre septembre et octobre, a déclaré Sercel, l'équipe Apis effectuera des expériences de validation de principe dans l'installation de White Sands. Le matériel apporté au site d'essai contiendra la taille d'un cantaloup astéroïde cibles simulées qui seront surchauffées par la lumière solaire réfléchie et concentrée.

Ce four solaire du White Sands Missile Range au Nouveau-Mexique utilise des miroirs pour focaliser le soleil sur un petit point. Normalement utilisé pour simuler la chaleur d

Ce four solaire du White Sands Missile Range au Nouveau-Mexique utilise des miroirs pour focaliser le soleil sur un petit point. Normalement utilisé pour simuler la chaleur d'une explosion nucléaire, ce four à haute technologie est destiné à être utilisé pour tester une idée dans l'espace pour l'utilisation d'astéroïdes. Le même équipement a été utilisé pour tester une théorie selon laquelle une version spatiale du four pourrait être utilisée pour dévier un météore se dirigeant vers la Terre.(Crédit image : Drew Hamilton, White Sands Missile Range, Nouveau-Mexique)

Écaillage dans l'espace

Les produits qui intéressent Sercel sont les volatils, notamment l'eau. Les volalites peuvent être récoltées dans la roche par un processus appelé effritement, dans lequel de minuscules éclats explosifs de gaz en expansion chassent les particules et le gaz.

Sercel a déclaré que les tests du Nouveau-Mexique pourraient montrer qu'une énergie optique hautement concentrée creuse la surface du matériau de manière contrôlée, de la même manière que les lasers intenses peuvent abattre des surfaces, exposant constamment de nouveaux matériaux et expulsant l'eau du matériau écaillé.

«Il creuse en fait des trous et des tunnels dans la roche. La chaleur entre, est absorbée en couches minces et chasse les volatiles dans de minuscules pops explosives qui éjectent le matériau de manière contrôlable », a déclaré Sercel. 'Nous pensons que la lumière du soleil hautement concentrée peut percer des trous, creuser, perturber et façonner un astéroïde alors que l'astéroïde est enfermé dans un sac de confinement.'

Glace solide

Le système de four solaire thermique Apis utilise des structures gonflables à couche mince issues des travaux de la mission de redirection des astéroïdes (ARM) de la NASA. Le plan ARM prévoit d'arracher un rocher d'un astéroïde proche de la Terre à l'aide d'une sonde robotique, puis de transporter ce morceau de roche en orbite lunaire, où il pourrait être visité par des astronautes. [ La mission de capture d'astéroïdes de la NASA en images ]

Mais dans le cas Apis, le système de capture gonflable est fabriqué à partir d'un matériau à haute température et conçu pour enfermer complètement la cible.

Une fois que l'astéroïde a été encapsulé et désorienté, un concentrateur solaire gonflable produit de l'énergie solaire thermique directe à la surface de l'astéroïde. Cette chaleur est utilisée pour creuser l'astéroïde et forcer l'eau à se dégazer dans le sac enfermant.

De là, l'eau de dégazage est pompée dans un sac refroidi passivement et stockée sous forme de glace solide.

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Sac de rangement

Jusqu'à 120 tonnes d'eau, collectées sur plusieurs mois, pourraient ainsi être stockées, précise Sercel. Le système Apis transporterait ensuite l'eau récoltée vers l'orbite lunaire, en utilisant une partie de l'eau de l'astéroïde comme carburant pour son système de propulsion solaire-thermique embarqué.

Une fois en orbite autour la lune , l'eau peut être convertie en consommables et en propulseurs pour soutenir une variété d'entreprises, y compris l'exploration humaine au-delà de l'orbite terrestre basse.

'Apis est une approche commercialement viable pour l'extraction, le traitement et la livraison de l'eau des astéroïdes aux actifs dans l'espace', a conclu Sercel.

Creuser dedans

Avec Sercel, les experts miniers se posent la question de savoir comment extraire et exploiter au mieux les ressources spatiales.

« Après de nombreuses années d'enquêtes sans issue essayant en vain d'adapter les techniques d'exploitation minière terrestre pour extraire des ressources des astéroïdes à l'avenir, nous sommes ravis de participer enfin au développement de ce que nous considérons comme la technique la plus faisable et la plus efficace pour récupérer des éléments volatils précieux, tels que les propulseurs spatiaux, d'astéroïdes », a déclaré à demokratija.eu par e-mail Angel Abbud-Madrid, directeur du Center for Space Resources de la Colorado School of Mines à Golden, Colorado.

Abbud-Madrid et Chris Dreyer, également du Center for Space Resources, travaillent avec l'équipe TransAstra sur plusieurs projets explorant le concept d'extraction optique.

Leonard David fait des reportages sur l'industrie spatiale depuis plus de cinq décennies. Il est l'ancien directeur de recherche de la Commission nationale de l'espace et est co-auteur du livre de Buzz Aldrin en 2013 « Mission to Mars – My Vision for Space Exploration » publié par National Geographic avec une nouvelle version de poche mise à jour publiée en mai 2015. Suivez-nous @Spacedotcom , Facebook ou Google+ . Publié à l'origine le Edemokratija.eu .