Was wäre die erforderliche Ausrüstung für einen Astronauten, um zum Zentrum von Bennu zu graben?

Oberfläche von Bennu

Bildnachweis: NASA/Goddard/Universität von Arizona

Das obige Bild ist Teil einer Nahaufnahme, die von der NASA-Raumsonde OSIRIS-REx von Bennus Oberfläche aufgenommen wurde .

101955 Bennu ist ein kohlenstoffhaltiger Asteroid , der derzeit von der Raumsonde OSIRIS-REx begleitet wird , die ihm Proben entnehmen wird, um zur Erde zurückzukehren.
Sein Durchmesser beträgt 490 m. und es hat eine Dichte von etwa 1,19 g/cm³ und daher beträgt die vorhergesagte Makroporosität etwa 40 %, was darauf hindeutet, dass sein Inneres eine Trümmerhaufenstruktur aufweist .

Messungen des MASCOT-Landers, Teil der Hayabusa2-Mission , haben gezeigt, dass Felsbrocken auf dem C-Typ-Asteroiden 162173 Ryugu hohe Porositäten und geringe Zugfestigkeiten im Bereich von wenigen hundert kPa aufweisen .
Bennu ist ein Asteroid vom B-Typ , der in die breitere C-Gruppe fällt , und die Spektroskopie deutet auf Hauptbestandteile der Oberfläche von wasserfreien Silikaten, hydratisierten Tonmineralien, organischen Polymeren, Magnetit und Sulfiden hin.

Folgendes denke ich im Moment:

Da zu erwarten ist, dass die hydratisierten Tonminerale und die organischen Polymere unter der Oberfläche besser erhalten sind, geschützt vor Sonneneinstrahlung, ist der Untergrund von Bennu wahrscheinlich zusammenhängender.

Da Bennu eine Oberflächengravitation von nur 6 Mikrogramm hat, schätze ich, dass es für einen Astronauten einfach sein könnte, tief unter der Oberfläche zu graben, zuerst mit den spröden Steinen und Körnern und dann mit dem kohäsiveren Material.
Bei einer durchschnittlichen Schüttdichte von 2000 kg/m³ für CI- und CM-Meteoriten würde ein 1-Kubikmeter-Stein 12 Gramm „wiegen“, sodass das Anheben und Entfernen von Steinen und Körnern kein Problem darstellen sollte.
Aber um größere Felsbrocken (mit etwa 2 x höherer Zugfestigkeit als Ziegel ) zu spalten, in das bindige Kornmaterial zu schneiden und im Schacht zu arbeiten, braucht man die richtige Ausrüstung.

Wie würde der Astronaut an der Oberfläche befestigt werden, um auf die Grabkräfte zu reagieren? Den Spaten reinzuschieben würde sie in den Weltraum schicken.
Mit der Schaufel in Schutt gegraben, klingt 1 Meter pro 5 Minuten viel zu schnell, mindestens um eine Größenordnung.
Ein hochrelevantes Papier zu den Anforderungen des Grabens in Mond-Regolith: Link . Ich denke, es sollte Ihnen die fehlenden Parameter liefern, um Ihre eigenen Schätzungen zu überprüfen.
@SE-stopfiringthegoodguys Unterhalb des Regoliths sollte das Material zusammenhängender sein, und dann wäre ein Spaten wahrscheinlich ein besseres Werkzeug.
Alles, was in Schwerelosigkeit (und einem kleinen Asteroiden ist nah genug) getan wird, ist viel schwieriger, als Sie erwarten würden.
Ich schätze, ich bin etwas überrascht, dass das erste ausgewählte Werkzeug keine Art Bohrer ist. Es würde noch ein Rückhaltesystem brauchen, um loszulegen, aber danach ist es selbsthaltend.
@CarlWitthoft Ich denke du hast Recht, ich war zu sehr auf das lose Material konzentriert. Und es gibt Fahrzeuge mit Schraubenantrieb, en.wikipedia.org/wiki/Screw-propelled_vehicle
@CarlWitthoft Sie bräuchten eine Art Zurückhaltung, um zu verhindern, dass sich der Motor der Schnecke als Reaktion auf das Gebiss dreht.
@OrganicMarble Was ist mit zwei parallelen Schnecken, die miteinander verbunden sind? Eine dreht sich im Uhrzeigersinn und die andere gegen den Uhrzeigersinn, falls erforderlich?
@Cornelisinspace, solange sie genau das gleiche Zeug kauen, könnte das funktionieren.

Antworten (1)

Die offensichtlichste Art der erforderlichen Ausrüstung ist eine Art Rückhaltesystem.

Während aus irgendeinem Grund Studien über das Freischaufeln eines Tunnels zum Zentrum eines Asteroiden nicht in meinen Suchergebnissen auftauchen, gab es zahlreiche Studien über EVA-Fesseln für kleine Körper.

Dieses Arm- und Fußrückhaltesystem für Roboter, ähnlich denen, die beim Space Shuttle und der Internationalen Raumstation verwendet werden, wurde für den Einsatz auf Phobos untersucht.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Papier A Geology Sampling System for Small Bodies enthält einige relevante Informationen.

Die Körperstabilisierung wird ein Schlüsselfaktor für erfolgreiche geologische Probenahmeaktivitäten auf kleinen Körpern sein. Die Erfahrung auf der Internationalen Raumstation (ISS) hat die Notwendigkeit einer Infrastruktur hervorgehoben, um Lasten während verschiedener Aufgaben zu reagieren und der Besatzung eine stabile Arbeitsplattform zu bieten.

Es wird ein ähnliches Ausleger/Fuß-Rückhaltesystem diskutiert, das hier unter Wasser getestet wird.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Andere Arten von Rückhaltevorrichtungen könnten erdacht werden – Haltegurte mit Bodenankern usw. Der Trick wäre, sie leicht versetzbar zu machen, wenn sich das Astronauten seinen Weg in den Boden gräbt.

Quellen

Wenn Sie sich Abbildung 2 ansehen, erwarten Sie so viel Wasser in Bennu? Auch der zweite Link funktioniert bei mir nicht.
@Cornelisinspace "hier gezeigt, wie er unter Wasser getestet wird." Neutraler Auftrieb ist ein üblicher Ersatz für den freien Fall auf der Erdoberfläche. Link korrigiert, danke für den Hinweis.
@Cornelisinspace Neutral Buyoaancy ist eine der drei häufig verwendeten Methoden, um eine geringere Schwerkraft auf einem Körper wie der Erde zu simulieren, siehe auch diese Fragen und Antworten: space.stackexchange.com/questions/38647/…
Was wäre die erforderliche Ausrüstung für einen Astronauten, um zum Zentrum von Bennu zu graben?
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