小型企業為NASA研究生產「空間灰塵」

裝有小行星模擬物的容器堆疊在一起，準備發往NASA。

圖片來源：深空工業公司

深空工業公司最近向NASA交付了3.5加侖（約13.25升）的灰塵。但是這不是普通的灰塵，而是用於模擬在小行星或月球上發現的物質。

「天體上的碎石被稱為風化層，我們可以使用地球上礦物質的一種特殊配方來製備風化層模擬物」，在佛羅里達州肯尼迪太空飛行中心的高級技術人員Rob Mueller說，「這將有助於研究者進行實驗，以及設備儀器測試，這些測試對於未來在太空開採有用資源十分有益。私營企業在這方面為NASA提供了幫助。」

這張照片是NASA的近地小行星會合任務在2000年拍攝的，圖片展示了愛神星Eros的近景，其運行軌道使之距離地球較近。

來源：NASA/JHUAPL

2015年NASA的小型企業創新研究（SBIR）項目徵集活動中，深空工業公司（DSI）提出開發小行星模擬物。作為這項計劃的一部分，該公司開發了一系列可為政府和商用的小行星模擬物，最近DSI為肯尼迪太空飛行中心的供貨標誌著可供全國研究者使用的首批產品已經準備就緒。

為了製備模擬物，深空工業公司必須分析隕石的礦物成分——地球上僅有的大量自於其他行星的物質（不包括在阿波羅項目期間帶回來的月岩和風化層）。一旦完成成分分析，即可尋找地球上有著相似成分的岩石並將其研磨成粉末。繼而，DSI按適當的比例將粉末混合來模擬特定類型小行星的礦物組成。

深空工業公司還與中佛羅里達大學的師生一起，測試和驗證他們製備的模擬物的物理性質。

肯尼迪太空飛行中心SBIR項目的負責人Mike Vinje說：「NASA的小型企業創新研究項目旨在幫助產業發展到新的研究領域，比如深空工業公司的小行星模擬物，我們將其視之為潛在的使能技術」。

應用周圍環境中發現的資源被稱為就地資源利用（in-situ resource utilization, ISRU）。新的ISRU技術可以幫助NASA將空間資源轉變成可用物資如燃料，燃料的氧化劑、水、空氣、建築材料甚至備用配件。能用的就地收集的資源越多，從地球帶去的資源就越少。

深空工業公司最終會生產好幾噸的小行星風化層模擬物，這些模擬物有五種類型，可用於NASA、大學以及太空礦業的地面測試技術。NASA的行星科學家和工程師將利用小行星風化層模擬物設計和開發空間技術，這些技術將使未來太空探索任務可以利用就地資源而不用從地球運輸資源。高保真風化層模擬物測試未來空間技術可能對下述應用領域大有裨益：挖掘技術；資源開發的樣本收集；微重力下的顆粒材料處理；風化層的熱處理以提取揮發物（如水和二氧化碳）；風化層的化學處理以提取可用於3-D列印的金屬，生命障的氧氣以及其他材料；航天服的開發；甚至可以幫助NASA研究小行星灰塵顆粒對健康的潛在影響。

雖然具備ISRU技術的都是小型公司，但是其客戶群一直在增長。聯合發射聯盟（ULA）最近宣布的長期計劃，中提出，要將ISRU生成的燃料用於其高級低溫進化階段（Advanced Cryogenic Evolved Stage）的推進器中。

在2016年私人和商用飛行器的國際研討會上，ULA的高級項目經理Michael Holguin在他們公司的載人航天器新品發布會上說：「如果你可以創造一項產業，能從月球、小行星或其他地方開採推進劑，我們將很願意花錢購買，這可以使太空運輸的費用降低一個數量級。」

Vinje說：「我們在ISRU領域還有很長的路要走，未來沿路還有很多艱難的挑戰等待我們去解決。然而，我們所做的如同播種，這些種子不僅僅可以幫助NASA，還可以幫助每個人，在此領域取得進步。」

NASA的SBIR項目是由加州矽谷的NASA艾姆斯研究中心負責。(原文編輯：Anna Heiney 譯者：水管 校譯:Darkwalker 二校：王索)

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