如何成为小行星勘探者

本文最初发表于FlyingMag.com。

随着首次将小行星带物质带回地球的任务顺利进行，长期以来科幻小说中商业小行星勘探和采矿的主题已经挂出“招聘”牌子，招募未来的行业专业人士，包括那些“在轨道力学、小行星天文学、化学工程方面有扎实背景并且有耐心”的人，亚利桑那大学的但丁·劳雷塔如是说。

劳雷塔是一名行星科学教授，也是 NASA OSIRIS-REx 小行星样本返回任务的首席研究员。该任务的航天器将于 2018 年与小行星 Bennu 会合，并从其表面带回样本进行分析。亚利桑那大学有 150 多名学生参与了该项目，为 NASA 的研究团队提供了补充。

水是小行星采矿的宝贵资源。劳雷塔和其他小行星采矿先驱表示：“我们可以从这些小行星上的水中提取火箭燃料，这是一种主要商品”，这将推动行星间的探索。只有一小部分小行星含有大量水，因此“勘探是开采的第一阶段”，OSIRIS-REx 将展示其可行性，为商业企业开辟道路。

由于小行星的部分重力和太阳辐射的共同影响，“驾驶飞行器绕小行星飞行是最大的挑战”，劳雷塔说，并且“在可预见的未来都需要机器人勘探者”。在安柏瑞德航空大学 (ERAU)，航空航天工程助理教授 Hever Moncayo 正在带领研究生进行由 NASA 资助的研究项目的第二阶段，该项目旨在改进微型航天器在这种部分重力环境中运行的自主能力。“这里的自主是指系统从极端环境中恢复、适应和以智能方式做出决策的能力”，Moncayo 说。设想中的“以有袋动物为基础”的勘探任务将部署“数百艘来自母舰的自由飞行微型航天器”来侦察资源。

ERAU 与无人机制造商 Honeybee Robotics 合作，目前正在开发一个部分重力试验台，用于安装小型采样系统，并验证其自主操作此类飞行器的制导、导航和控制算法。至于这项工作所需的学术培训，“所有这些学生都拥有不同的技能，”蒙卡约谈到他的团队时说，同时指出机械、电气、航空航天、计算机和自动驾驶汽车工程是该行业需要的学科之一。

2015 年《促进私人航空航天竞争力和创业（SPACE）法案》的通过在很大程度上解决了人们对行星际资源所有权的法律担忧，该法案承认美国公民拥有和开发他们获得的小行星资源的权利，从而刺激了对该行业的投资。

如今，已有数家商业小行星采矿企业在积极开展业务。西雅图的行星资源公司计划于 2020 年启动一项小行星勘探任务。（该公司目前招聘十几位工程师和技术人员，包括首席科学家、电气系统主管、推进系统工程师和亚热系统工程师。）另一家公司，加州的深空工业公司，在卢森堡政府的支持下，计划开展两项采矿任务：Prospector-X 太空飞船将在低地球轨道平台上测试其深空采矿技术；Prospector-1 将降落在近地小行星上并对其进行研究。

劳雷塔、蒙卡约和其他专家估计，商业采矿作业还需要 10 到 20 年的时间，但在此期间，机会似乎是无限的。

本文原载于《飞行杂志》