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內(nèi)容摘要：迷你衛(wèi)星是一種短暫的小型衛(wèi)星，只能在地球軌道上短暫停留。一些科學(xué)家認(rèn)為漫游的太空巖石可能是未來(lái)太陽(yáng)系探索的有用工具。圖片來(lái)源:uux.cn/尼古拉斯·福德）神秘的地球uux.cn）據(jù)美國(guó)生活科學(xué)網(wǎng)站凱

迷你衛(wèi)星是一種短暫的小型衛(wèi)星，只能在地球軌道上短暫停留。球運(yùn)一些科學(xué)家認(rèn)為漫游的行們太空巖石可能是未來(lái)太陽(yáng)系探索的有用工具。（圖片來(lái)源:uux.cn/尼古拉斯·福德）
（神秘的助們種地球uux.cn）據(jù)美國(guó)生活科學(xué)網(wǎng)站（凱利·普萊斯）：2006年，由美國(guó)國(guó)家航空航天局支持的個(gè)星亞利桑那州卡特琳娜巡天項(xiàng)目的天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的天體，它漂浮在數(shù)千顆環(huán)繞地球運(yùn)行的際物人造衛(wèi)星的海洋中。經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察后，迷你衛(wèi)星他們確定該物體不僅僅是繞地另一塊太空垃圾。更確切地說(shuō)，球運(yùn)它是行們一顆天然衛(wèi)星，被臨時(shí)拖入了與地球類似的助們種軌道。
這個(gè)被命名為2006 RH120的個(gè)星“迷你月”直徑只有幾米。但與實(shí)際的際物月球不同，這個(gè)宇宙天體是迷你衛(wèi)星一個(gè)短暫的地球伴侶，在被逐出地球軌道之前僅繞地球運(yùn)行了一年。十多年后，卡特琳娜巡天計(jì)劃的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了另一顆迷你月亮（2020 CD3）——這顆迷你月亮大約有一輛小型汽車那么大——在2020年3月脫離地月系統(tǒng)的影響之前在地球軌道上漫游。
由于它們離地球很近，這些微小行星有理由進(jìn)行嚴(yán)密的科學(xué)研究。但最近，一些專家出于不同的原因關(guān)注迷你小行星和其他近地小行星:它們有可能成為我們探索宇宙的墊腳石。
“我們還沒有成為行星際物種，”麻省理工學(xué)院行星科學(xué)教授理查德·賓澤爾告訴《科學(xué)直播》。迷你艙可能會(huì)成為“在你學(xué)習(xí)人類如何在星際空間運(yùn)行并最終到達(dá)火星時(shí)”實(shí)現(xiàn)的里程碑。
墊腳石

藝術(shù)家構(gòu)想的美國(guó)國(guó)家航空航天局奧西里斯-雷克斯飛船從小行星貝努鳥采集樣本。（圖片來(lái)源:uux.cn/亞利桑那大學(xué)/美國(guó)國(guó)家航空航天局·戈達(dá)德太空飛行中心）
2016年9月，美國(guó)國(guó)家航空航天局發(fā)射了未被審查的OSIRIS-REx航天器，執(zhí)行從具有潛在危險(xiǎn)的小行星貝努鳥收集樣本的任務(wù)，該小行星在2182年撞擊地球的概率為2700分之一。七年后，奧西里斯·雷克斯帶著這顆45億年前的小行星的一小部分返回地球。
OSIRIS-ReX任務(wù)的成功激勵(lì)科學(xué)家們計(jì)劃下一階段的近地探測(cè)。賓澤爾說(shuō)，一種想法是利用近距離小行星作為火星任務(wù)的墊腳石。
他說(shuō)，找回貝努鳥是朝著正確方向邁出的一步，但在測(cè)試我們向宇宙進(jìn)一步擴(kuò)展的技術(shù)時(shí)，可能會(huì)有更好的目標(biāo)。最近時(shí)，貝努鳥距離地球約186，000英里（300，000公里），并且每隔幾年才會(huì)越過(guò)地球繞太陽(yáng)的軌道。因此，這項(xiàng)任務(wù)耗時(shí)7年，耗資約11.6億美元。
賓澤爾說(shuō)，另一方面，迷你小行星是最容易從地球上到達(dá)的小行星之一。
“要去太空中的任何地方，你必須改變你的速度，”賓澤爾說(shuō)。迷你小行星是引力很小的小天體，速度變化要求很低，即delta-V，這意味著將航天器從低地球軌道運(yùn)送到與小行星的會(huì)合點(diǎn)并不需要太多的推進(jìn)力。
鑒于這些特性，迷你月球任務(wù)所需的燃料比前往許多其他宇宙天體所需的燃料少。賓澤爾在一封電子郵件中告訴《現(xiàn)場(chǎng)科學(xué)》，“離開迷你月球并返回地球只需要一股燃料。”
研究表明，前往迷你島的旅程往返需要大約100天。（我們的永久月球離我們大約有三天的路程，但美國(guó)國(guó)家航空航天局的土星五號(hào)火箭僅從地面起飛就耗費(fèi)了203，400加侖（770，000升）煤油和318，000加侖（120萬(wàn)升）液態(tài)氧。
雖然minimoon任務(wù)很有希望，但這種策略的缺陷可以追溯到它們短暫的本質(zhì)，這可能會(huì)導(dǎo)致在這顆天然衛(wèi)星退出其繞地球的短期旅程之前難以計(jì)劃和執(zhí)行任務(wù)。
賓澤爾說(shuō):“它們和地球在同一軌道上，所以它們就像一只寵物。”“你養(yǎng)了一段時(shí)間的臨時(shí)寵物，然后它們就離開了。“
美國(guó)國(guó)家航空航天局小天體探測(cè)首席科學(xué)家保羅·銀鈴在接受《生活科學(xué)》采訪時(shí)表示，通過(guò)對(duì)極小行星和其他近地小行星進(jìn)行探測(cè)，美國(guó)國(guó)家航空航天局和其他太空機(jī)構(gòu)可以測(cè)試他們的技術(shù)在深空中的有效性，包括生命支持系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)系統(tǒng)。
“去火星是一個(gè)很大很大的進(jìn)步，”他說(shuō)。“有很多事情必須發(fā)生，所以我們?yōu)槭裁床豢纯催@些位于地月系統(tǒng)和火星之間的近地小行星。“
這些迷你月之旅還可以幫助致力于不同追求的科學(xué)家，這種追求對(duì)到達(dá)火星同樣至關(guān)重要:采礦找水。
水不僅對(duì)水合作用至關(guān)重要，而且對(duì)制造額外的火箭燃料也至關(guān)重要，這種燃料通常是液態(tài)氫。這將需要到達(dá)火星，火星平均距離地球超過(guò)1.4億英里（2.25億公里）。
目前，航天器必須從地球攜帶所需的所有水和燃料。液體增加的巨大重量推動(dòng)了“火箭方程的暴政”，該方程指出，隨著有效載荷質(zhì)量的增加，掙脫地球引力所需的推進(jìn)劑數(shù)量也必須增加。
基本上，如果美國(guó)國(guó)家航空航天局稍微增加航天器的有效載荷質(zhì)量，他們就必須增加更多的燃料才能將其從地面上送上軌道——而燃料本身又增加了更多的重量，從而形成惡性循環(huán)。銀鈴說(shuō)，打破這一循環(huán)的關(guān)鍵是找到一種在太空中補(bǔ)充燃料的方法。
銀鈴說(shuō):“當(dāng)你去度假時(shí)，當(dāng)你坐飛機(jī)或開車去任何地方時(shí)，你不會(huì)在整個(gè)往返旅程中帶上所有的氧氣、食物和所有東西。”“嗯，這是同一類型的事情。我們想擺脫從地球上帶走所有東西，然后再回來(lái)的生活，因?yàn)槟浅?jí)昂貴。”
好消息是什么？近地小行星可能是太空加油站的理想選擇。越來(lái)越多的研究表明，許多近地小行星富含礦物質(zhì)和鎖在巖石中的水。如果可以獲得這些水，它可以被分解成氫和氧，這兩種都是制造火箭燃料的關(guān)鍵元素。
銀鈴說(shuō):“如果你能獲得并利用這些水，突然間你就有水喝了，有氧氣呼吸了，更重要的是，你有了火箭燃料。”
火箭燃料

在這個(gè)月球基地概念中，我們看到了太陽(yáng)能電池板、溫室和棲息地。（圖片來(lái)源:uux.cn/ESA - P. Carril）
目前，美國(guó)國(guó)家航空航天局的大部分努力都集中在從月球上獲取水，但許多商業(yè)公司——包括卡門+、TransAstra和astro forge——都將目光投向了小行星上的水和金屬采礦。
專家說(shuō)，這些作業(yè)尚未啟動(dòng)，主要是由于到達(dá)這些漂浮巖石所需的成本和技術(shù)。但根據(jù)2018年的一項(xiàng)研究，minimoon任務(wù)可以通過(guò)為公司提供一個(gè)訓(xùn)練場(chǎng)來(lái)測(cè)試“小行星采礦技術(shù)在未來(lái)商業(yè)應(yīng)用中的可行性”，從而幫助簡(jiǎn)化運(yùn)營(yíng)。
然而，迷你艙本身可能不是為航天器提供燃料的最佳選擇，因?yàn)樗鼈兒苄。砻嬉颉伴L(zhǎng)時(shí)間坐在陽(yáng)光下烹飪”而變干，賓澤爾說(shuō)。
夏威夷大學(xué)的天文學(xué)家、2018年研究的主要作者羅伯特·杰迪克懷疑許多微型行星不含水，因?yàn)樗鼈兛赡苁菑脑虑蚍蛛x出來(lái)的，或者是從主要小行星帶的邊緣被拉進(jìn)來(lái)的，這兩種情況都表明存在水的可能性很低。然而，包括銀鈴在內(nèi)的其他科學(xué)家認(rèn)為這是可能的。賓澤爾則更為樂觀，他說(shuō)建模中存在很多不確定性。“你不看就不知道！”他建議道。
杰迪克說(shuō)，即使迷你小行星缺水，它們也可以使公司“測(cè)試它們?cè)谛⌒行歉浇倏v航天器的能力”。杰迪克目前正在與TransAstra合作開發(fā)從小行星開采水的技術(shù)。
尋找更多極小值

建立在塞羅帕雄島上的空間和時(shí)間遺產(chǎn)調(diào)查（LSST）設(shè)施的概念。該相機(jī)預(yù)計(jì)將于2025年開始運(yùn)行。（圖片來(lái)源:uux.cn/托德·梅森，梅森制作公司/ LSST公司）
迷你小行星體積小，運(yùn)動(dòng)快，難以用現(xiàn)有的地面望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到。然而，一種新的望遠(yuǎn)鏡可能很快就會(huì)改變這種情況。在智利安第斯山脈的高處，維拉·c·魯賓天文臺(tái)的建設(shè)已接近完成，該天文臺(tái)將擁有世界上最大的數(shù)碼相機(jī)。
從2025年開始，這臺(tái)被稱為時(shí)空遺產(chǎn)調(diào)查的相機(jī)將在10年內(nèi)每晚拍攝700張照片，以高精度6萬(wàn)億像素的水平對(duì)太陽(yáng)系進(jìn)行編目。這種對(duì)宇宙的徹底探索將有助于科學(xué)家了解暗物質(zhì)和暗能量等神秘物質(zhì)。根據(jù)2020年的一項(xiàng)模擬，通過(guò)量身定制的方法，它還可以幫助天文學(xué)家每三個(gè)月探測(cè)一次迷你月。
2027年，另一臺(tái)名為“近地天體探測(cè)器”的美國(guó)國(guó)家航空航天局儀器將從太空中探測(cè)小行星。該探測(cè)器將每?jī)芍芡瓿梢淮螌?duì)天空的全面掃描，以確定地球軌道附近潛在危險(xiǎn)的小行星和彗星的特征。雖然這臺(tái)紅外太空望遠(yuǎn)鏡的主要重點(diǎn)是保護(hù)人類免受“行星殺手小行星”的襲擊，但它有可能在這個(gè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)微小的迷你行星。
專家告訴《科學(xué)直播》（Live Science），現(xiàn)在判斷minimoon任務(wù)是否將在航天器技術(shù)或采礦作業(yè)中發(fā)揮關(guān)鍵作用還為時(shí)過(guò)早。賓澤爾說(shuō)，但無(wú)論如何，研究這些臨時(shí)地球伙伴和其他近地小行星都可能為我們太陽(yáng)系的奧秘提供關(guān)鍵線索。許多科學(xué)家認(rèn)為像貝努鳥這樣的近地小行星可能在地球歷史的早期給地球帶來(lái)了生命的種子。
他說(shuō)，對(duì)于追蹤太陽(yáng)系的化學(xué)起源和尋找地球生命的成分來(lái)說(shuō)，迷你月球是一個(gè)很好的去處。
“但我們以前沒有去過(guò)那里的原因是那里的數(shù)量不多，”賓澤爾說(shuō)。“我們現(xiàn)在才發(fā)現(xiàn)它們。但它們將成為最重要的問題，因?yàn)槲覀冇行碌耐h(yuǎn)鏡即將上線。”