L'exploitation des ressources contenues dans les astéroïdes, pour utilisation comme propulseur, matériaux de construction ou dans les systèmes de survie, a le potentiel de révolutionner l'exploration de notre système solaire. Pour faire de ce concept une réalité, nous devons approfondir nos connaissances sur la population très diversifiée d'astéroïdes géocroiseurs (AEN) accessibles. L'année dernière, des dizaines de scientifiques et d'entrepreneurs miniers d'astéroïdes de premier plan au monde se sont réunis au Luxembourg pour discuter de questions clés et identifier les lacunes dans les connaissances scientifiques. Un livre blanc décrivant les résultats de cette discussion, "Answers to Questions from the Asteroid Miners" sera présenté au European Planetary Science Congress (EPSC) 2017 à Riga le mardi 19 septembre par le Dr JL Galache et le Dr Amara Graps.

"L'extraction d'astéroïdes est cette incroyable intersection de la science, ingénierie, entrepreneuriat et imagination, " dit Galache d'Aten Engineering. " Le problème est que, c'est aussi un exemple classique d'un domaine scientifique relativement jeune en ce sens que plus nous en apprenons sur les astéroïdes à travers des missions comme Hayabusa et Rosetta, plus on se rend compte qu'on ne sait pas."

L'objectif de la conférence Asteroid Science Intersections with In-Space Mine Engineering (ASIME) 2016 les 21 et 22 septembre, 2016 à Luxembourg-Ville devait fournir un environnement pour la discussion détaillée des propriétés spécifiques des astéroïdes, avec les besoins d'ingénierie des missions spatiales qui utilisent des astéroïdes. Les résultats de la conférence ASIME 2016 ont produit un enregistrement en couches des discussions des scientifiques et des mineurs d'astéroïdes pour comprendre les principales préoccupations de chacun.

Le livre blanc couvre les questions entourant la nécessité d'enquêtes sur les astéroïdes dans la préparation des missions minières, la surface et l'intérieur de l'astéroïde, implications pour l'astrobiologie et la protection planétaire et d'autres questions relatives à la politique et à la stratégie d'élaboration d'une feuille de route pour faire progresser l'utilisation des ressources spatiales des astéroïdes.

Un certain nombre de lacunes dans les connaissances ont été identifiées :les mineurs d'astéroïdes ont besoin d'accéder à une carte des NEA connus avec une orbite similaire à celle de la Terre afin de pouvoir affiner leur sélection de cibles potentielles. De nombreux objets sont - à ce jour - non découverts, ou très peu est connu à leur sujet, il est donc également nécessaire de développer un programme de découverte et de suivi dédié à l'AEN.

Galache explique :« Les NEA sont généralement découverts lorsqu'ils sont à leur plus haut niveau, notre meilleure chance de les étudier est donc de faire immédiatement suivre les détections par d'autres observations pour caractériser leur forme et leurs propriétés spectrales. Qui a besoin de bonne qualité, Relativement large, télescopes dédiés disponibles à court terme. Nous n'avons pas d'accès fiable à ces installations pour le moment."

D'autres études sont nécessaires pour comprendre le lien entre les météorites et les astéroïdes, et de partager plus largement les données sur la composition des météorites afin de simuler plus précisément les sols d'astéroïdes, ou "régolithe", peut être créé. Ceci est important pour comprendre quels astéroïdes détiennent quelles ressources, et pour préparer la partie pratique d'une mission minière, telles que l'atterrissage et l'extraction de matériaux.

"En dehors des échantillons renvoyés d'une poignée de missions, la seule façon d'étudier la composition des astéroïdes est d'analyser la lumière réfléchie par leurs surfaces, ou en examinant des fragments qui ont atterri sur Terre sous forme de météorites, " dit Graps de l'Université de Lettonie et de l'Institut des sciences planétaires, Tucson, Arizona. "Ces deux techniques ont des limites. Les observations spectrales proviennent du "placage supérieur" de l'astéroïde, qui a été altérée dans l'espace et soumise à d'autres types de traitement. Les météorites sont cruciales, mais ils manquent également d'une partie de l'histoire :les constituants fragiles du matériel primitif contenus dans les astéroïdes peuvent être perdus lors de l'entrée dans l'atmosphère. À l'heure actuelle, notre cartographie des types de météorites vers les différentes classes d'astéroïdes parents n'est pas si robuste."

Les trois quarts des astéroïdes connus sont classés comme Carbonacés ou "C-type", foncé, objets riches en carbone. Cependant, la plupart des NEA appartiennent à la classe d'astéroïdes siliceux « de type S », qui sont des corps pierreux de couleur rougeâtre qui dominent la ceinture d'astéroïdes intérieure. Pour les mineurs d'astéroïdes à la recherche d'eau à utiliser dans les systèmes de carburant de fusée ou de survie, être capable d'identifier la classe d'astéroïdes est vital. Les météorites à chondrite carbonée contiennent des minéraux argileux qui semblent avoir été altérés par l'eau sur leur corps parent. Bien que ces météorites soient dérivées de sous-classes d'astéroïdes de type C, il n'y a pas de correspondance exacte avec une seule classe spectrale.

Un raccourci pour comprendre la composition d'un NEA pourrait être d'identifier où dans le système solaire ils se sont formés et d'examiner les caractéristiques de leur "famille orbitale". Ainsi, une autre lacune dans les connaissances est le lien entre les prédictions dynamiques de l'origine d'un NEA et ses caractérisations physiques réelles.

Les informations sont également rares sur la taille des grains à la surface de l'astéroïde. Les astéroïdes Eros et Itokawa ont des signatures spectrales et une réflectivité similaires, mais les missions de rendez-vous montrent qu'ils ont des propriétés de régolithe très différentes. NEAR Shoemaker a montré qu'Eros est couvert de fine poussière, tandis que Hayabusa a révélé que la surface d'Itokawa a des blocs volumineux de dizaines de centimètres de diamètre. Une connaissance approfondie des propriétés des régolithes à la surface et sous la surface des astéroïdes sera vitale pour développer des stratégies d'atterrissage et d'extraction de matériaux. Cependant, jusqu'à présent, aucune mission n'a exploré comment le régolithe d'astéroïdes pourrait varier avec la profondeur.

"Les résultats de la mission Rosetta de l'ESA ont montré que la surface de la comète 67P/Churyumov Gerasimenko est beaucoup plus dense que son intérieur. Il se peut que nous trouvions la même chose si nous creusons dans le régolithe des NEA. Mais pour le moment, nous ne savons tout simplement pas, " dit Graps.

Des travaux supplémentaires doivent également être effectués pour comprendre la dynamique des matériaux granulaires en basse gravité. Des études suggèrent que le matériau granulaire peut se comporter comme un solide, un liquide ou un gaz dans cet environnement. Ce comportement sera particulièrement important pour les astéroïdes qui sont des tas de décombres, car les engins spatiaux essayant d'atterrir ou de forer dans ceux-ci pourraient facilement déstabiliser le régolithe, provoquant un écoulement granulaire ou des avalanches.

"Les techniques d'extraction d'astéroïdes devront s'adapter à l'environnement de faible gravité. Les solutions possibles incluent l'annulation des forces d'action-réaction en creusant dans des directions opposées en même temps, ou en produisant une force de réaction, comme en attachant un filet autour de l'astéroïde pour que les robots puissent s'y accrocher pendant qu'ils creusent, " dit Galache. " C'est un défi ! Mais répondre aux questions posées dans ce livre blanc sera une première étape importante."