¿Cuál sería el equipo necesario para que un astronauta excavara hasta el centro de Bennu?

Superficie de Bennu

Créditos: NASA/Goddard/Universidad de Arizona

La imagen de arriba es parte de un primer plano de la superficie de Bennu adquirido por la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA .

101955 Bennu es un asteroide carbonoso que actualmente está acompañado por la nave espacial OSIRIS-REx que tomará muestras de él para regresar a la Tierra.
Su diámetro es de 490 m. y tiene una densidad de alrededor de 1,19 g/cm³ y, por lo tanto, la macroporosidad prevista es de alrededor del 40 %, lo que sugiere que su interior tiene una estructura de pila de escombros .

Las mediciones del módulo de aterrizaje MASCOT, parte de la misión Hayabusa2 , han indicado que las rocas en el asteroide de tipo C 162173 Ryugu tienen porosidades altas y resistencias a la tracción bajas en el rango de unos pocos cientos de kPa.
Bennu es un asteroide de tipo B , que cae en el grupo C más amplio , y la espectroscopia sugiere que los principales constituyentes de la superficie son silicatos anhidros, minerales arcillosos hidratados, polímeros orgánicos, magnetita y sulfuros.

Esto es lo que pienso en este momento:

Debido a que se puede esperar que los minerales arcillosos hidratados y los polímeros orgánicos se conserven mejor debajo de la superficie, protegidos de la radiación solar, es probable que el subsuelo de Bennu sea más cohesivo.

Dado que Bennu tiene una gravedad superficial de solo 6 microg, supongo que podría ser fácil para un astronauta cavar profundamente debajo de la superficie primero con las rocas y granos quebradizos y luego con el material más cohesivo.
Tomando una densidad aparente promedio de 2000 kg/m³ para meteoritos CI y CM , una pieza de roca de un metro cúbico "pesaría" 12 gramos, por lo que levantar y retirar rocas y granos no debería ser un problema.
Pero para cortar rocas más grandes (con resistencias a la tracción aproximadamente 2 veces más altas que el ladrillo ), para cortar el material de grano cohesivo y para operar dentro del pozo excavado, se necesitará el equipo adecuado.

¿Cómo se fijaría el astronauta a la superficie para reaccionar ante las fuerzas de excavación? Empujar la pala los enviaría al espacio.
Habiendo excavado en los escombros con una pala, 1 metro cada 5 minutos suena demasiado rápido, al menos en un orden de magnitud.
Un artículo muy relevante sobre los requisitos para excavar en el regolito lunar: enlace . Creo que debería proporcionarle los parámetros que faltan para verificar sus propias estimaciones.
@SE-stopfiringthegoodguys Debajo del regolito, el material debería ser más cohesivo, y luego una pala probablemente sería una mejor herramienta.
Todo lo que se hace en gravedad cero (y un pequeño asteroide está lo suficientemente cerca) es mucho más difícil de lo que cabría esperar.
Supongo que estoy un poco sorprendido de que la primera herramienta seleccionada no sea una barrena de algún tipo. Todavía necesitaría un sistema de retención para comenzar, pero después de eso es autocontrolado.
@CarlWitthoft Creo que tienes razón, estaba demasiado concentrado en el material suelto. Y hay vehículos propulsados ​​por tornillos, en.wikipedia.org/wiki/Screw-propelled_vehicle
@CarlWitthoft, necesitaría algún tipo de restricción para evitar que el motor de la barrena gire en reacción a la broca.
@OrganicMarble ¿Qué pasa con dos barrenas paralelas que están conectadas entre sí? ¿Uno girando en el sentido de las agujas del reloj y el otro en el sentido contrario a las agujas del reloj, si es necesario?
@Cornelisinspace mientras masticaran exactamente lo mismo, eso podría funcionar.

Respuestas (1)

El tipo más obvio de equipo requerido será algún tipo de sistema de sujeción.

Si bien, por alguna razón, los estudios sobre la excavación manual de un túnel hasta el centro de un asteroide no aparecen en los resultados de mi búsqueda, se han realizado numerosos estudios sobre las restricciones de EVA para cuerpos pequeños.

Este sistema de sujeción de brazos y pies robóticos, similar a los utilizados en el transbordador espacial y la Estación Espacial Internacional, se estudió para su uso en Phobos.

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El artículo A Geology Sampling System for Small Bodies tiene información relevante.

La estabilización del cuerpo será un factor clave para el éxito de las actividades de muestreo geológico en cuerpos pequeños. La experiencia en la Estación Espacial Internacional (ISS) ha resaltado la necesidad de infraestructura para reaccionar cargas durante diversas tareas, brindando a la tripulación una plataforma de trabajo estable.

Se trata de un sistema similar de sujeción de brazos y pies, que se muestra aquí y se prueba bajo el agua.

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Se podrían concebir otros tipos de restricciones: ataduras con anclajes de tierra, etc. El truco sería hacerlos fácilmente reubicables a medida que el astro-navvy excava su camino en el suelo.

Fuentes

Mirando la figura 2, ¿esperas tanta agua dentro de Bennu? Además, el segundo enlace no funciona para mí.
@Cornelisinspace "aquí se muestra siendo probado bajo el agua". La flotabilidad neutra es un sustituto común de la caída libre en la superficie de la Tierra. Corregido el enlace, gracias por señalarlo.
@Cornelisinspace Neutral buyoaancy es una de las tres formas que se usan a menudo para simular una gravedad más baja en un cuerpo como la Tierra, consulte también estas preguntas y respuestas: space.stackexchange.com/questions/38647/…
¿Cuál sería el equipo necesario para que un astronauta excavara hasta el centro de Bennu?
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