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Target evaluation for near earth asteroid long-term mining missions
Acta Astronautica ( IF 3.5 ) Pub Date : 2021-01-18 , DOI: 10.1016/j.actaastro.2021.01.011
Ruida Xie , Nicholas James Bennett , Andrew G. Dempster

There are currently over 20,000 known Near-Earth asteroids (NEAs) and more are being discovered on a daily basis. Near earth asteroids are the small bodies whose orbits bring them to within 1.3 AU of the Sun, which makes each one a useful opportunity for science and commercial missions. Here we design and generate a trajectory database for mining mission planning by using a high-performance computing system. The database contains 6373 accessible NEA missions with maximum mission durations of 6 years in the 2030–2065 timeframe. The accessible asteroids’ statistical results show that about 55% of accessible NEAs can provide stay-time of over 4 years in a 6-year mission. A general mining mission architecture is then proposed, and missions are constructed by using the architecture and the database. The taxonomy results for accessible asteroids from major taxonomy systems are summarized, and the available resources on these asteroids are analysed based on the taxonomy information. For the first time, the entire NEA population is assessed realistically from the perspective of asteroid mining and retrievable mass from each asteroid is quantified. Suitable targets for mining water, PGMs and other resources (e.g. silicates) in the 2030–2065 timeframe are identified. For the asteroids without taxonomy information, we did two analyses: assuming i) they are all C-type and ii) all non-C-type. Based on these assumptions, most suitable targets for water and non-water resource mining are identified. These results can be used as guidance for future asteroid mission target selection.



中文翻译:

近地小行星长期采矿任务的目标评估

目前,有超过20,000种已知的近地小行星(NEA),而且每天都有越来越多的小行星被发现。近地小行星是这样的小物体,它们的轨道将它们带到离太阳1.3 AU的范围内,这使每个小行星都是进行科学和商业飞行的有用机会。在这里,我们使用高性能的计算系统设计并生成用于采矿任务计划的轨迹数据库。该数据库包含6373个可访问的NEA任务,在2030-2065年的时间范围内,最长任务持续时间为6年。可访问的小行星的统计结果表明,大约55%的可访问的NEA可以在6年的任务中提供4年以上的停留时间。然后提出了一种通用的采矿任务架构,并使用该架构和数据库来构建任务。总结了来自主要分类系统的可访问小行星的分类结果,并根据分类信息分析了这些小行星上的可用资源。首次从小行星开采的角度实际评估了整个NEA种群,并对每个小行星的可回收质量进行了量化。确定了2030年至2065年时间范围内开采水,铂族金属和其他资源(例如硅酸盐)的合适目标。对于没有分类信息的小行星,我们进行了两次分析:假设i)它们都是C型,并且ii)所有都是非C型。基于这些假设,确定了最适合水资源和非水资源开采的目标。这些结果可以用作未来小行星任务目标选择的指导。并根据分类信息分析这些小行星上的可用资源。首次从小行星开采的角度实际评估了整个NEA种群,并对每个小行星的可回收质量进行了量化。确定了2030年至2065年时间范围内开采水,铂族金属和其他资源(例如硅酸盐)的合适目标。对于没有分类信息的小行星,我们进行了两次分析:假设i)它们都是C型,并且ii)所有都是非C型。基于这些假设,确定了最适合水资源和非水资源开采的目标。这些结果可以用作未来小行星任务目标选择的指导。并根据分类信息分析这些小行星上的可用资源。首次从小行星开采的角度实际评估了整个NEA种群,并对每个小行星的可回收质量进行了量化。确定了2030年至2065年时间范围内开采水,铂族金属和其他资源(例如硅酸盐)的合适目标。对于没有分类信息的小行星,我们进行了两次分析:假设i)它们都是C型,并且ii)所有都是非C型。基于这些假设,确定了最适合水资源和非水资源开采的目标。这些结果可以用作未来小行星任务目标选择的指导。从小行星开采的角度对整个NEA种群进行了现实评估,并对每个小行星的可回收质量进行了量化。确定了2030年至2065年时间范围内开采水,铂族金属和其他资源(例如硅酸盐)的合适目标。对于没有分类信息的小行星,我们进行了两次分析:假设i)它们都是C型,并且ii)所有都是非C型。基于这些假设,确定了最适合水资源和非水资源开采的目标。这些结果可以用作未来小行星任务目标选择的指导。从小行星开采的角度对整个NEA种群进行了现实评估,并对每个小行星的可回收质量进行了量化。确定了2030年至2065年时间范围内开采水,铂族金属和其他资源(例如硅酸盐)的合适目标。对于没有分类信息的小行星,我们进行了两次分析:假设i)它们都是C型,并且ii)所有都是非C型。基于这些假设,确定了最适合水资源和非水资源开采的目标。这些结果可以用作未来小行星任务目标选择的指导。假设i)它们都是C型,并且ii)所有都是非C型。基于这些假设,确定了最适合水资源和非水资源开采的目标。这些结果可以用作未来小行星任务目标选择的指导。假设i)它们都是C型,并且ii)所有都是非C型。基于这些假设,确定了最适合水资源和非水资源开采的目标。这些结果可以用作未来小行星任务目标选择的指导。

更新日期:2021-01-28
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