の探求 小惑星 人間が空間とその利用を構想する方法における転換点を表しています。 これらは、惑星形成の基本的な構成要素の直接の証拠であり、科学的な観点からだけでなく、金、鉄、ダイヤモンド、石炭、レアアースが採掘されているため、経済的な観点からも計り知れない価値があります。 さらに、宇宙拡張の観点から、小惑星での水の探索は、人類の生存を可能にし、居住のためのコストを削減するだけでなく、発射装置の燃料や放射線の遮蔽としても使用できるため、特に重要です。
ただし、ミッションの計画と開始の完全な段階に到達する前に、 現在のリソースの調査と評価が重要です.
現在までに訪問した小惑星または準惑星の数は 17 個と限られているため、新しい候補を研究および評価するにはこのサンプルを拡張する必要があります。 この初期段階はプローブを使用して実行する必要があることは明らかです。 キューブサット, 着陸船 e ローバー 遠隔制御されます。 実際、現場での人間の存在は付加価値を保証するものではなく、むしろコストとミッションの複雑さの指数関数的な増加をもたらします。
地球近傍小惑星、戦略的資源の新たな鉱山
明らかな技術的限界のため、最初のミッションは最も近い小惑星であるNEAを標的とする。 これらの天体の軌道は地球の軌道をかすめたり、地球と交差したりする可能性があります。 それらは、独特の軌道特性を持つ XNUMX つのサブクラスに分類されます。
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アティラス: 完全に地球の軌道に含まれる軌道。
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アテン: 軌道の大部分が地球の軌道の内側にあります。
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アポロ: 地球の軌道と交差。
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アモール: 火星の軌道と交差し、地球の軌道に接する軌道を持つ。
NEA の 1986 つの小惑星、2016 DA と 85 ED85 に鉄、ニッケル、コバルトが存在することが発見され、表面上の XNUMX% に相当する金属が存在することが示され、多くの関心が呼び起こされました。1。 これは、存在する金属の量が、ニッケル、鉄、コバルトの陸上鉱床よりも多いことを意味します。
したがって、NEA に存在する物質の採取は、もはや単なる機会と考えることはできません。 確かに、地球上の資源は、 疲労一方で、需要、経済的、環境的コストは常に増加しています。 このシナリオの影響は、付加価値の高い消費財の入手可能性に影響を及ぼし、その結果、 誕生 紛争の 国内および世界規模での資源獲得競争。 最後に、国連が発表した世界人口の増加に関する最新の予測では、人口は 10 年までに 2050 億人に達すると予測されています。この事実は、現在と比較して需要が 25% 構造的に増加することを意味します。 これらすべての理由により、今日では小惑星の原材料の開発は XNUMX つの手段とみなされます。 存在の必要性 人間とその成長のために。
433 つの小惑星でのロボット探査: 1221 エロスと XNUMX アモール
小惑星は、分析のミッションターゲットとして特定されました: アモールサブクラスに属する 433 エロスと 1221 アモール。
433 エロス これは、12 年 2001 月 XNUMX 日に NEAR 探査機によって発生した、最初に着陸した小惑星と一致します。2、約XNUMX年を費やして、小惑星の軌道、形態、地形、組成の特徴を研究しました。 以下は、地上からの観測とNEARミッションの観測を組み合わせて得られた、本体の主な物理パラメータです。
L 'アルベド これは、反射率スペクトルに基づいて小惑星のスペクトル分類を可能にし、小惑星のサイズに関する情報を提供する基本的なパラメーターです。 さらに、それは体の表面の化学組成に大きく依存します。 具体的には、433 エロスは S スペクトル クラスに属しているため、鉄ニッケルなどの金属が混入したケイ酸塩が大半を占めています。
その代わり情報が少ないのですが、 1221アモール。 433 エロスは、ペイロード機器の観測結果と比較するための十分な量のデータを備えているため、ミッションの初期段階では理想的な候補ですが、1221 アモールにはスペクトル分類がないため、さまざまなシナリオへの道が開かれています。 実際、それはクラス M に属する可能性があり、特に金属が豊富であるため、 高い経済価値。 それだけでなく、その軌道は地球からの最小距離が 0.11 天文単位に達し、2105 年から 2153 年の間に XNUMX 回最接近すると計算されています。3。 上記の 1 つの特徴と、直径約 XNUMX km という推定サイズを組み合わせることで、採掘の興味深い候補となっています。
問題のケーススタディの基礎: 見通しと実現可能性
分析の目的は、次のミッションを設計することです。 リソースの調査と評価 433 エロスと 1221 アモールに存在する鉱物は、それらの形態、地形、および固有磁場の存在の可能性に関する情報も提供します。 モジュラーミッションとして設計されているため、他の多数の NEA に適合させることができ、その多用途性により、 キューブサット、火星の軌道を超えたメインベルトでも採掘ミッションの出発点です。
特に、コンセプトは、のリリースに焦点を当てています。 二つの艦隊 まずエロス 433 に到達し、しばらく小惑星と同一平面上を飛行し、その後再び 1221 アモールに向けて出発することができるプラットフォームから XNUMX つのターゲットの近くにある CubeSat を観測します。
ペイロード
化学元素とその相対的な存在量を検出するために不可欠なツールは、 ガンマ線分光計 高解像度
出現する放射線のスペクトルを観察することで、小惑星に着陸したり表面を掘削したりすることなく、放射線が伝播した媒体に存在する元素の化学組成と存在量が特定されます。
さらに興味深いのは小惑星の磁場であり、小惑星の磁場はその地質学的進化、したがって地表の下に存在する化学物質の存在量に関する情報を提供することになる。 のXNUMXつ 磁力計 実証済みの飛行 CubeSat への取り付けに互換性のある寸法を持つのが DFGM です4.
小惑星の形態的および地形的特徴も、天体の詳細な地図を取得し、とりわけ最適な着陸地点や計測機器の設置場所を確実に特定するために重要な情報です。 この場合、基準機器は XNUMX つの機器と一致します。 カメラ 光学 パンクロマティック Argotec と ASI のコラボレーションによって開発されたものと同様に、 6U キューブサット。
最後に、XNUMX つの CubeSat フリートの輸送に使用されるバスは、科学機器の設置場所としても使用できます。 XNUMX つのターゲットと同一平面上にある軌道上にある XNUMX つの小惑星の回転を利用して、それらの表面の形態学的測定、高度測定、および反射率の測定を行うことができます。 LiDAR 小惑星や彗星の探査のために特別に設計されました。 その中で最も興味深いのはSALiです。5、光ファイバーレーザーの RZPN 変調技術を利用します。
LiDAR を組み込むことで、パンクロマチック カメラ、特に高度カメラで実行される測定を補完することができます。 このようにして、調査中の XNUMX つの天体の形態とトポロジーを完全に理解することができ、ミッションの目的を完全に達成することができました。
モジュラー設計を選択すると、各小惑星に対して XNUMX つの CubeSat が動作することが想像できます。 これらにはそれぞれ、ガンマ線分光計、磁力計、パンクロマティックカメラが収容されます。
6 台の CubeSat の全体の質量と寸法の推定値を提案するために、すべてのサブシステムを考慮した 14U、XNUMX kg の衛星である LiciaCube が参照として採用されました。
したがって、科学機器は 36U に相当する体積を占め、総質量は 84 kg になります。 この値に、バスに直接取り付けられた 10 kg の LiDAR を追加する必要があります。
しかし、どれ 俳優 小惑星の探査と開発において短期的な役割を果たすことができるでしょうか? 現時点で、 n法律はありません この法律は、地球の大気圏外の鉱物資源の開発に関して一方的かつ世界的に認められていますが、2015 年以降、この問題に関する国内法が公布されています。 アメリカのCSLCA6 個人が宇宙資源を採取して販売して利益を得ることができることを認めています。 これに続いてルクセンブルクの「宇宙資源の探査と利用に関する20年2017月XNUMX日法律」が制定された。7、これによると、宇宙資源は認可を受けたすべての国民が商業目的で使用できます。
ルクセンブルクの場合、その選択は新宇宙の先駆者としての役割を切り開く試みによって決定されるが、米国の選択は全く異なる重みを持つ可能性がある。 実際、これはスペースシャトルの退役以来実施されている戦略と一致しており、これにより新世代の民間人が宇宙および打ち上げロケット分野に参入することになった。
イーロン・マスク氏のスペースXは米国に重要な経済的影響力を提供し、市場での競争を上回ることができるだけでなく、中国やロシアに対してもかなりの戦略的優位性をもたらした。 広い意味での識別だけでなく、 宇宙へのアクセス 独自の領域からだけでなく、コンステレーションなどのプロジェクトでも スターリンク そしてプログラム スターシールド。 使用される衛星の数は、非常に高い回復力と世界的なカバー範囲を備え、ロシアとウクライナの紛争での直接の適用と、NASA データベースの利用可能化を実現します。 衝突回避 di スターリンク、反対派の首相に警告を発した。
まったく同様のシナリオが次の状況でも再発する可能性があります。 宇宙物流 (ブルーオリジン)、そしてその中で 低軌道の宇宙ステーション (Axiom Space、Sierra Space、Nanoracks、VoyagLockheed Martin、Northrop Grumman)。 同様に、NASA の戦略は過去 XNUMX 年間の戦略と一致しており、低軌道へのアクセス、物流、管理、実際の保護のための広範な能力を開発することを目指しています。 月への帰還の場合にも同じ考慮事項が再現される可能性があるため、NEA の鉱物資源の開発に米国が別の方法でアプローチできるとは考えにくい。
明らかに、これらの戦略的、産業的、政治的考慮事項に、国家が天体の所有者になることの不可能性も加えられなければなりません。8。 この原則が破綻する非現実的な仮説においても、NEA の活用によって生み出された富の再分配の見通しを想像することは依然として困難であろう。 したがって、世界の主要な宇宙採掘会社 XNUMX 社のうち、Karman +、TransAstra、AstroForge の XNUMX 社がアメリカ企業であることは偶然ではないようです。
資源が豊富に利用可能であること、資源を変革して利益と発展を生み出す能力があることは明らかです。 集客、既存の地政学的構造をあらゆる点で修正します。 最近の例は以下で確認できます。 BRI、中国主導の反グローバル化、地経学的レバレッジのおかげで覚書締結により147カ国を誘致可能9.
したがって、宇宙鉱物資源の開発は激しい競争を特徴とすることになる。 一方、西側諸国は民間企業が新たな宇宙開拓者としての役割を担い、しのぎを削る。 主な目的は中国からのレアアース供給から解放されることだろう10これにより、ニッケル鉱床の50%がオーストラリア、インドネシア、南アフリカ、ロシア、カナダに位置する、より大きなニッケル鉱床へのアクセスが追加されます。11。 最新の推計によると、オーストラリアとカナダの最大の鉱山施設は2035年、遅くとも2043年までしか操業できないだろう。12、せいぜい中国の勢力圏の国境にある国々に生産の優位性を委ねる。
西側諸国の気候は、 激しい対立、投資規模が大きいためですが、リターンも大きいです。 しかし、戦略的価値と米国機構の新たな軍産指向を考慮すると、新たな開拓者たちは公的機関によって強力に支援され、それが彼らにシステムの形成を促すだろう。13。 利益がかかっているにもかかわらず、この規模の投資を正当化し、ブロックの統合を促進するには、 ふさわしい相手、特に技術面で西側の優位性を損なう可能性があります。 実際、民主主義の傾向は、行動することではなく、反応することです14。 このアプローチは、ウクライナ侵攻後にロシアに対して最近繰り返されており、事実上、NATOを団結させ、復活させた現象である。
La 中国を目指しています。 グローバル・サウスのリーダー、この役割を完璧に体現しています。 前述のBRI（一帯一路構想編）に加え、中国外交は2021年からさまざまな多国間構想を打ち出している。 2030つ目は、XNUMX年までにSDGs（持続可能な開発目標編）の達成を加速することを目指すGDI（Global Development Initiative編）です。15。 これに、GSI (グローバル セキュリティ イニシアティブ編) と GCI (グローバル チャイナ イニシアティブ編) が追加されました。それぞれ、安全保障アーキテクチャのプログラム上のポイントと、当然のことながら西側諸国に代わる中国主導のシステムの文化的支柱です。もの16。 たとえ曖昧であっても、これらの政策文書は次のことを概説しています。 新しい国際秩序、「寛容、共存、交流、相互学習」を基本にしています。17。 これらの取り組みは全体として、西側諸国とのアンチテーゼを繰り返してきたグローバル・サウスを指向している。
この文脈において、中国は前述の協力プロジェクトや経済的レバレッジを通じて主導的な役割を果たすことができる。 特に北京はUNOOSAの「万人に宇宙へのアクセス」プログラムに多大な力を入れており、宇宙に関する科学研究の機会を保障している。 Tiangong 1。 科学的協力にはオープンですが、 他国や発展途上国との共同宇宙探査プログラムの創設を選択する可能性は低い実際、月に定住したり、NEAを利用したり、火星に着陸したりするために必要なインフラの開発には特別な余地はない。18。 それよりも、 小惑星の制御から得られる収益は、中国主導のグローバル化の野望の資金調達に使用される可能性が高い、地経学的レバレッジを利用して米国の優位性を弱体化させます。
►最初の部分を読む "太陽系、未来の資源 (1/4): 宇宙探査における科学技術"
►第 XNUMX 部を読む "太陽系、未来の資源 (3/4): 月探査"
►第 XNUMX 部を読む "太陽系、未来の資源 (4/4): 有人宇宙探査に関する倫理心理学的考察"
ソース
1 JA サンチェスら。 金属が豊富な地球近傍小惑星 6178 (1986 da) の物理的特性評価
そして2016 ed85。 惑星科学ジャーナル、2(5):205、2021。
2 AF Cheng et al、Near-
地球小惑星ランデブー: ミッションの概要。 地球物理学研究ジャーナル: 惑星、
102(E10):23695–23708, 1997.
3 包括的な小惑星と彗星のデータベース。 https://www.spacereference.org/
asteroid/1221-amor-1932-ea1
4 D. Miles et al、小型低電力科学フラックスゲート磁力計: 立方体衛星コンステレーションミッションへの足がかり。 地球物理研究ジャーナル: 宇宙物理学、121(12):11–839、2016。
5 X. Sun et al、小惑星および彗星のコアミッション用の小型全範囲ライダー。 センサー、21(9):3081、2021
7 宇宙資源の探査と利用に関する 20 年 2017 月 XNUMX 日の法律。 https://space-agency.public.lu/en/agency/legal-framework/law_space_resou....
9 F.カサロット。 誰かが新しいシルクロードを救ってください。 ドミノ、3(1):120–128、2023
13 F.マロンタ。 新しい空間における国家の私設部門。 ライムズ、12(1):69–81、2021。
14 C.ペランダ。 おそらく宇宙戦争のシナリオ。 ライムズ、12(1):85–92、2021。
15 日経アジア - グローバル開発イニシアチブ。 https://asia.nikkei.com/Opinion/
中国の世界開発イニシアチブは一帯一路の復活ではない。
16 F.カサロット。 北京は南半球を夢見ている。 ドミノ、6(1):21–27、2023。
18 N.ゴスワミ。 宇宙における中国：野心と紛争の可能性。 四半期ごとの戦略研究、
12(1):74–97, 2018
写真：OpenAI / 著者
