Mars som base for asteroideudforskning og minedrift

At udvinde asteroiderne efter ressourcer som jern, ædle metaller, vand eller andre værdifulde arter kan en dag blive rentabel. Minedrift vil sandsynligvis starte med nærjordsobjekter (NEO'er), asteroider, hvis stier krydser jordens bane. På lang sigt vil minedrift dog ønske at få adgang til hovedbæltet af asteroider, der kredser mellem Mars og Jupiter.

Selvom NEO'er er meget tættere på os, indebærer profitabel minedrift at balancere mere end blot omkostningerne ved at rejse over en afstand. Main Belt-asteroiderne indeholder omkring 10.000 gange så mange ressourcer som NEO'er. Desuden skal enhver asteroide-minedrift tage højde for omkostningerne ved mødet – at bremse rumfartøjet, når det ankommer – såvel som omkostningerne ved at sende malmen tilbage til en behandlingsfacilitet.

Omkostningerne (og vægten) af det brændstof, der skal til for at mødes, er blandt de mest kritiske parametre i gennemførlighedsberegningen. Det er for det meste bestemt af parameteren "delta-V", et mål for det kinematiske krav for at udføre en rumfartøjsmanøvre, og normalt citeret i enheder af kilometer i sekundet. Et møde med en særlig gunstig NEO fra et rumfartøj i lav kredsløb om Jorden involverer et delta-V på omkring fire kilometer i sekundet.

Desværre involverer det typisk et delta-V på omkring syv kilometer i sekundet at nå asteroider i Hovedbæltet. Selvom det måske ikke lyder som en særlig stor forskel, afhænger brændstofbehovet til manøvrer eksponentielt af delta-V med selv små ændringer, der har en enorm indvirkning, hvilket efterlader Main Belt-asteroider energetisk meget vanskelige at nå fra Jorden.

CfA-astronomerne Martin Elvis, Jonathan McDowell og tidligere Harvard-undergraduate Anthony Taylor har vist, at Main Belt-asteroidminedrift kunne gøres mere rentabel, hvis rumfartøjer blev indsat fra en station i en bane, der ligner den for Marsmånen Phobos, der kredser omkring seks tusinde kilometer fra Mars overflade, og som tilbyder et lavere delta-V til Main Belt asteroiderne. Mars selv tilbyder nogle ekstra banefordele, fordi i modsætning til Jorden, hvis bane er næsten cirkulær, giver Mars' kredsløbsexcentricitet og hældning også en lavere delta-V-vej til asteroiderne.

I deres undersøgelse offentliggjort i Planetary and Space Science , foreslår forfatterne scenarier med to brændinger og tre brændinger (med henvisning til antallet af nødvendige rakettændinger) for at opnå et møde, og de udvikler en computerkode til at beregne energien for kendte asteroide orbitalklasser. Resultaterne viser potentielt meget betydelige reduktioner af omkostningerne ved efterforskning.

Hvorvidt en mission i sidste ende giver økonomisk mening afhænger af mange andre faktorer, men forfatterne demonstrerer, at konceptet med en opsendelse og derefter tilbagevenden til et operationscenter baseret i en Phobos-lignende kredsløb, eller endda på selve Phobos, er relativt praktisk og fordelagtige. De tilføjer, at rentabel storskala minedrift fra Mars-kredsløb også kan føre til rutinemæssig adgang til Mars-overfladen. + Udforsk yderligere

Kigger op på asteroiderne i nabolaget