近日，天文學家利用安裝在西班牙拉帕爾馬島加那利大型望遠鏡上的高性能相機HiPERCAM，對近地小行星2022 OB5進行了精細觀測，發(fā)現(xiàn)這顆小行星每約92秒自轉(zhuǎn)一周，被歸類為“超快旋轉(zhuǎn)體”。這一發(fā)現(xiàn)不僅刷新了人們對小行星物理性質(zhì)的認識，也為寄望于從小行星獲取資源的太空采礦公司敲響了警鐘。

相關研究論文已發(fā)表于行星科學期刊《Icarus》。研究團隊指出，2022 OB5并非個例，極高速自轉(zhuǎn)在小而易到達的近地小行星群體中似乎相當普遍，這意味著未來潛在采礦目標很可能普遍存在類似動力學難題。論文第一作者、曾任加那利天體物理研究所博士后研究員的Miguel R. Alarcon在接受采訪時表示，非?？斓淖赞D(zhuǎn)“似乎是最小、且最容易接近的近地小行星中的普遍特征”。

太空采礦曾被視為新一輪“太空淘金熱”的開端，但現(xiàn)實進展遠不如早期預期。早年高調(diào)宣稱將在2020年前后開展小行星開采的Deep Space Industries和Planetary Resources等企業(yè)，要么轉(zhuǎn)型要么破產(chǎn)，成為行業(yè)的警示案例。盡管如此，新一代創(chuàng)業(yè)公司仍在嘗試打通這條路徑，其中就包括正積極推進小行星采礦計劃的Astroforge。

Astroforge將2022 OB5視為理想目標之一，理由有二：其一，該天體在光譜分類上屬于“X復合體”族群，這一類小行星通常被認為富含金屬成分；其二，2022 OB5的“Δv”（變軌速度需求）較低，也就是說航天器以相對較小的燃料代價和機動復雜度就能抵達。這家公司宣稱，一顆金屬資源豐富的小行星，就可能為地球提供長達200年的鉑族金屬供應。

不過，Astroforge去年針對2022 OB5的一次關鍵任務遭遇挫折。公司發(fā)射的“Odin”飛掠探測器在升空后不久即失聯(lián)，未能按計劃對目標進行近距離成像和成分分析。盡管如此，Astroforge對太空采礦前景仍保持樂觀，繼續(xù)籌劃新的小行星著陸任務。

Alarcon團隊最初選擇觀測2022 OB5，主要是為了驗證HiPERCAM的性能，而非專門評估其采礦可行性。HiPERCAM是一臺超高速光學相機，每秒可獲取逾千幀圖像，并能在五個不同波段同時成像，覆蓋整個可見光譜，這對在極短時間窗口內(nèi)觀測暗弱且快速移動的小行星尤為關鍵。依托10.4米口徑的加那利大型望遠鏡，該團隊得以在有限觀測時間內(nèi)同步測定小行星的自轉(zhuǎn)特性和表面性質(zhì)。研究人員強調(diào)，傳統(tǒng)方式往往需要在不同觀測時段分別獲取自轉(zhuǎn)曲線和表面數(shù)據(jù)，而HiPERCAM實現(xiàn)了二者的同步測量，這是一個“重要優(yōu)勢”。

觀測結(jié)果顯示，2022 OB5屬于“X復合體”分類，這支持其可能為金屬富集小行星的判斷，但尚不足以下定論。更為關鍵的是，團隊計算得出，該小行星赤道處的離心加速度幾乎是其自身表面重力的100倍。在如此極端的自轉(zhuǎn)條件下，任何試圖在表面停留的航天器，都面臨遠大于引力的向外“拋離”效應。

Alarcon指出，像2022 OB5這樣的小天體雖在軌道能量上極具吸引力，“因為抵達它們所需的能量相對較少”，但其物理特性卻可能使現(xiàn)有技術條件下的表面作業(yè)“極為困難”。他強調(diào)，僅憑軌道可達性遠遠不夠，在考慮任何現(xiàn)實的采礦或取樣任務之前，對目標小行星的物理特性進行全面刻畫，特別是確定其自轉(zhuǎn)狀態(tài)，是必不可少的前期工作。

在2022 OB5的情形下，赤道地區(qū)強烈的離心效應意味著航天器“可能根本無法保持在表面附著”。Alarcon解釋說，這顆小行星每92秒自轉(zhuǎn)一周，“在這樣驚人的速度下，向外的離心加速度遠遠超過小行星自身的重力”。在這種環(huán)境里，即便航天器成功接近表面，也極易因自轉(zhuǎn)和離心力影響發(fā)生反彈，甚至被直接甩離至太空，除非使用極其復雜而強力的錨定系統(tǒng)。

針對這一擔憂，Astroforge方面表示已經(jīng)考慮到快速自轉(zhuǎn)帶來的挑戰(zhàn)。公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Matt Gialich在回應詢問時稱，由于小行星直徑存在較大不確定性，精確計算表面線速度頗為困難，“但無論如何，我們的附著方案采用磁力方式，能夠提供遠高于將航天器拋離表面的離心力的錨定強度”。這意味著，至少在理論上，該公司認為自家的磁吸附系統(tǒng)足以克服2022 OB5及類似目標的極端自轉(zhuǎn)環(huán)境。

在去年任務失敗后，Astroforge仍計劃于今年晚些時候?qū)嵤┮豁椕麨椤癉eepSpace-2”的關鍵任務，目標是在一顆小行星上實現(xiàn)航天器著陸。該任務被視為公司乃至整個太空采礦領域的風向標之一。截至目前，DeepSpace-2是否仍以2022 OB5為首選著陸目標尚未確定。Gialich表示，2022 OB5本身尺度很小，而公司“還有數(shù)量級更多的目標可選，當前正利用地基望遠鏡對這些候選天體進行表征”。

無論Astroforge最終選擇何種目標，此次針對2022 OB5的研究都凸顯了一個趨勢：對于真正有望在技術和成本上實現(xiàn)訪問的小型近地小行星，極高自轉(zhuǎn)速率可能并非個別現(xiàn)象，而是需要系統(tǒng)性面對的工程難題。在“軌道可達性”之外，如何在強離心力、低重力、未知內(nèi)部結(jié)構等極端條件下安全著陸、穩(wěn)定作業(yè)并開展資源開采，將成為未來太空采礦技術路線設計中繞不開的關鍵問題。