在常规钻孔过程中,水是必不可少的条件。水在钻头与孔壁之间充当润滑剂,便于在达到目标深度后抽出钻头;水可以将被钻头破碎的碎石冲出来,防止钻头被这些碎石挡住无法前进;同时吸附扬起的尘土,避免使操作人员暴露于恶劣的工作环境中,下面就由贤集网小编我来给大家说说!
而在太空中,由于超低的温度和压强,这些重要的作用都无法用水实现,可能导致钻头过热损坏,或将所获得的样品熔毁,或者无法在钻孔完成后取出钻头。另外如果小行星表面不稳定,还可能使钻头偏移甚至直接钻头弯曲。
太空的零重力/微重力环境,地球上的采矿事故基本都是由重力产生,因此无论对露天矿还是对地下矿的设计都是考虑地球重力这一基本条件。对于太空采矿,其面对的是微重力环境(第二大小行星谷神星Ceres的表面重力加速度只有0.28米每二次方秒),因此对露天开采和地下开采的设计都要重新来过,尤其是如果选用地下开采,是否还需要支护,矿房的尺寸可以扩至多大,这些都是设计的关键参数。
真空环境,在真空条件下,常用的聚合材料会出现脱气现象 (outgassing),这会导致材料不稳定,结构扭曲等对材料性质的一系列副作用。强紫外线环境 (UV),没有大气层对紫外线的吸收,太空中的紫外线强度极高,对于暴露于其中的航天器、采矿设备表面材料及其电子组成部分都有很强的破坏。
小行星表面的冷热循环,在小行星表面锚定的航天器和处于工作状态的采矿设备都将随小行星的自转,周期性地暴露于太阳的强射线于背对太阳的极度黑暗中。对于自转周期很短的小行星,在其表面频繁的冷热状态转换很容易造成材料表面的微创口以及材料性质的改变。
微陨石撞击,太空中存在着大量的微小星体和飞行器留下的微小残骸,这些微小个体以极高的速度撞击小行星或互相碰撞。地球周围的这种微小颗粒的速度可以达到8-70千米每秒,如此高速的撞击对已经开展的采矿设备和设施的打击强度极大。
采用小行星的地下采矿可以大幅度避开后三种不利因素,但其困难如3中列举的,也是十分大的。然而太空中存在大量的小行星,且被发现的数量也在呈指数增长。这些小行星中包括了大量地球稀有资源,有许多甚至是战略性的,因此近来对这方面的研究也越来越多,貌似群众的期待也逐渐高了起来。
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