“迷你卫星”2006 RH120可能绕地球运行，它们能帮助我们成为一个星际物种吗？

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迷你卫星是一种短暂的小型卫星，只能在地球轨道上短暂停留。一些科学家认为漫游的太空岩石可能是未来太阳系探索的有用工具。（图片来源:尼古拉斯·福德）

（）据美国生活科学网站（凯利·普莱斯）：2006年，由美国国家航空航天局支持的亚利桑那州卡特琳娜巡天项目的天文学家发现了一个奇怪的天体，它漂浮在数千颗环绕地球运行的人造卫星的海洋中。经过仔细观察后，他们确定该物体不仅仅是另一块太空垃圾。更确切地说，它是一颗天然卫星，被临时拖入了与地球类似的轨道。

这个被命名为2006 RH120的“迷你月”直径只有几米。但与实际的月球不同，这个宇宙天体是一个短暂的地球伴侣，在被逐出地球轨道之前仅绕地球运行了一年。十多年后，卡特琳娜巡天计划的科学家们发现了另一颗迷你月亮（2020 CD3）——这颗迷你月亮大约有一辆小型汽车那么大——在2020年3月脱离地月系统的影响之前在地球轨道上漫游。

由于它们离地球很近，这些微小行星有理由进行严密的科学研究。但最近，一些专家出于不同的原因关注迷你小行星和其他近地小行星:它们有可能成为我们探索宇宙的垫脚石。

“我们还没有成为行星际物种，”麻省理工学院行星科学教授理查德·宾泽尔告诉《科学直播》。迷你舱可能会成为“在你学习人类如何在星际空间运行并最终到达火星时”实现的里程碑。

垫脚石



艺术家构想的美国国家航空航天局奥西里斯-雷克斯飞船从小行星贝努鸟采集样本。（图片来源:亚利桑那大学/美国国家航空航天局·戈达德太空飞行中心）

2016年9月，美国国家航空航天局发射了未被审查的OSIRIS-REx航天器，执行从具有潜在危险的小行星贝努鸟收集样本的任务，该小行星在2182年撞击地球的概率为2700分之一。七年后，奥西里斯·雷克斯带着这颗45亿年前的小行星的一小部分返回地球。

OSIRIS-ReX任务的成功激励科学家们计划下一阶段的近地探测。宾泽尔说，一种想法是利用近距离小行星作为火星任务的垫脚石。

他说，找回贝努鸟是朝着正确方向迈出的一步，但在测试我们向宇宙进一步扩展的技术时，可能会有更好的目标。最近时，贝努鸟距离地球约186，000英里（300，000公里），并且每隔几年才会越过地球绕太阳的轨道。因此，这项任务耗时7年，耗资约11.6亿美元。

宾泽尔说，另一方面，迷你小行星是最容易从地球上到达的小行星之一。

“要去太空中的任何地方，你必须改变你的速度，”宾泽尔说。迷你小行星是引力很小的小天体，速度变化要求很低，即delta-V，这意味着将航天器从低地球轨道运送到与小行星的会合点并不需要太多的推进力。

鉴于这些特性，迷你月球任务所需的燃料比前往许多其他宇宙天体所需的燃料少。宾泽尔在一封电子邮件中告诉《现场科学》，“离开迷你月球并返回地球只需要一股燃料。”

研究表明，前往迷你岛的旅程往返需要大约100天。（我们的永久月球离我们大约有三天的路程，但美国国家航空航天局的土星五号火箭仅从地面起飞就耗费了203，400加仑（770，000升）煤油和318，000加仑（120万升）液态氧。

虽然minimoon任务很有希望，但这种策略的缺陷可以追溯到它们短暂的本质，这可能会导致在这颗天然卫星退出其绕地球的短期旅程之前难以计划和执行任务。

宾泽尔说:“它们和地球在同一轨道上，所以它们就像一只宠物。”“你养了一段时间的临时宠物，然后它们就离开了。“

美国国家航空航天局小天体探测首席科学家保罗·银铃在接受《生活科学》采访时表示，通过对极小行星和其他近地小行星进行探测，美国国家航空航天局和其他太空机构可以测试他们的技术在深空中的有效性，包括生命支持系统、发动机和推进系统。

“去火星是一个很大很大的进步，”他说。“有很多事情必须发生，所以我们为什么不看看这些位于地月系统和火星之间的近地小行星。“

这些迷你月之旅还可以帮助致力于不同追求的科学家，这种追求对到达火星同样至关重要:采矿找水。

水不仅对水合作用至关重要，而且对制造额外的火箭燃料也至关重要，这种燃料通常是液态氢。这将需要到达火星，火星平均距离地球超过1.4亿英里（2.25亿公里）。

目前，航天器必须从地球携带所需的所有水和燃料。液体增加的巨大重量推动了“火箭方程的暴政”，该方程指出，随着有效载荷质量的增加，挣脱地球引力所需的推进剂数量也必须增加。

基本上，如果美国国家航空航天局稍微增加航天器的有效载荷质量，他们就必须增加更多的燃料才能将其从地面上送上轨道——而燃料本身又增加了更多的重量，从而形成恶性循环。银铃说，打破这一循环的关键是找到一种在太空中补充燃料的方法。

银铃说:“当你去度假时，当你坐飞机或开车去任何地方时，你不会在整个往返旅程中带上所有的氧气、食物和所有东西。”“嗯，这是同一类型的事情。我们想摆脱从地球上带走所有东西，然后再回来的生活，因为那超级昂贵。”

好消息是什么？近地小行星可能是太空加油站的理想选择。越来越多的研究表明，许多近地小行星富含矿物质和锁在岩石中的水。如果可以获得这些水，它可以被分解成氢和氧，这两种都是制造火箭燃料的关键元素。

银铃说:“如果你能获得并利用这些水，突然间你就有水喝了，有氧气呼吸了，更重要的是，你有了火箭燃料。”

火箭燃料



在这个月球基地概念中，我们看到了太阳能电池板、温室和栖息地。（图片来源:ESA - P. Carril）

目前，美国国家航空航天局的大部分努力都集中在从月球上获取水，但许多商业公司——包括卡门+、TransAstra和astro forge——都将目光投向了小行星上的水和金属采矿。

专家说，这些作业尚未启动，主要是由于到达这些漂浮岩石所需的成本和技术。但根据2018年的一项研究，minimoon任务可以通过为公司提供一个训练场来测试“小行星采矿技术在未来商业应用中的可行性”，从而帮助简化运营。

然而，迷你舱本身可能不是为航天器提供燃料的最佳选择，因为它们很小，表面因“长时间坐在阳光下烹饪”而变干，宾泽尔说。

夏威夷大学的天文学家、2018年研究的主要作者罗伯特·杰迪克怀疑许多微型行星不含水，因为它们可能是从月球分离出来的，或者是从主要小行星带的边缘被拉进来的，这两种情况都表明存在水的可能性很低。然而，包括银铃在内的其他科学家认为这是可能的。宾泽尔则更为乐观，他说建模中存在很多不确定性。“你不看就不知道！”他建议道。

杰迪克说，即使迷你小行星缺水，它们也可以使公司“测试它们在小行星附近操纵航天器的能力”。杰迪克目前正在与TransAstra合作开发从小行星开采水的技术。

寻找更多极小值



建立在塞罗帕雄岛上的空间和时间遗产调查（LSST）设施的概念。该相机预计将于2025年开始运行。（图片来源:托德·梅森，梅森制作公司/ LSST公司）

迷你小行星体积小，运动快，难以用现有的地面望远镜探测到。然而，一种新的望远镜可能很快就会改变这种情况。在智利安第斯山脉的高处，维拉·c·鲁宾天文台的建设已接近完成，该天文台将拥有世界上最大的数码相机。

从2025年开始，这台被称为时空遗产调查的相机将在10年内每晚拍摄700张照片，以高精度6万亿像素的水平对太阳系进行编目。这种对宇宙的彻底探索将有助于科学家了解暗物质和暗能量等神秘物质。根据2020年的一项模拟，通过量身定制的方法，它还可以帮助天文学家每三个月探测一次迷你月。

2027年，另一台名为“近地天体探测器”的美国国家航空航天局仪器将从太空中探测小行星。该探测器将每两周完成一次对天空的全面扫描，以确定地球轨道附近潜在危险的小行星和彗星的特征。虽然这台红外太空望远镜的主要重点是保护人类免受“行星杀手小行星”的袭击，但它有可能在这个过程中发现微小的迷你行星。

专家告诉《科学直播》（Live Science），现在判断minimoon任务是否将在航天器技术或采矿作业中发挥关键作用还为时过早。宾泽尔说，但无论如何，研究这些临时地球伙伴和其他近地小行星都可能为我们太阳系的奥秘提供关键线索。许多科学家认为像贝努鸟这样的近地小行星可能在地球历史的早期给地球带来了生命的种子。

他说，对于追踪太阳系的化学起源和寻找地球生命的成分来说，迷你月球是一个很好的去处。

“但我们以前没有去过那里的原因是那里的数量不多，”宾泽尔说。“我们现在才发现它们。但它们将成为最重要的问题，因为我们有新的望远镜即将上线。”