似乎每个月都会有新消息宣布发现数千颗新小行星。从地面甚至太空望远镜跟踪这些小天体有助于追踪它们的整体轨迹。但使用这种“遥感”技术了解它们的成分要困难得多。

大量轨道传感器可以绘制小行星表面地图

为此，许多项目都对小行星本身进行了更近距离的接触，其中包括斯坦福大学的西格丽德·埃尔肖特博士和她的同事们开展的一个项目，该项目得到了美国宇航局高级概念研究所在2018年的支持。它使用一套先进的等离子体传感器，利用一种独特的现象——流星体撞击来探测小行星的表面成分。

该项目名为“小行星探测流星体撞击探测”(MIDEA)，其架构最近变得更加引人注目——一群围绕母舰协调的小型卫星。在这种情况下，小型卫星是等离子体传感器，具有一个特定目的：探测流星体撞击小行星后碎片羽流的特征。

这些撞击发生的频率比你想象的要高。作者估计，他们可以在大约50天内绘制出小行星表面的组成成分，分辨率达到1米。这还是在考虑到轨道限制和其他因素导致的探测率下降之后得出的。

弗雷泽讨论了开采小行星的想法。

那么这种架构将如何运作呢?首先，将有一个主航天器，最初设想为立方体卫星，重约50公斤。它将使用标准的立方体卫星推进系统(例如离子驱动器)前往小行星。到达小行星后，它将悬停在距地面几百米的地方并部署一系列小型传感器卫星。

根据论文中的计算，这些传感器卫星的重量约为250克，因此它们可以使用传统材料，例如刚性PCB板，而不是没有太多飞行历史的柔性材料。每颗卫星上都会有一个传感器，其任务是无论小行星在轨道的哪个位置，都要面对它。

这项航天工程壮举非常棘手，因为还需要将太阳能电池阵列指向太阳，以确保它们提供操作传感器和通信阵列所需的1-5W电力。

每颗传感器卫星还将拥有一种称为“受控反射率”的姿态控制技术。卫星将通过启动反射面来调整传感器的指向方向，使其朝向或远离太阳，并利用反射压力将其自身指向正确的方向。

一系列这样的传感器对于从尽可能多的不同角度捕捉流星体撞击产生的羽流是必不可少的，这样传感器就可以收集尽可能多的数据。然后，传感器会将数据转发到中央枢纽航天器，后者可以整理数据流并将完整的数据包发回地球。在地球上，可以使用飞行时间质谱仪分析数据，以确定羽流的组成，从而确定羽流来自哪个表面部分。

虽然这在理论上听起来相对简单，但在实践中仍有许多未知数需要解决，包括如何控制围绕一颗小行星运行的所有不同卫星。这将包括一个可以帮助实现其他子系统的整体架构设计。

不过，目前该开发项目处于搁置状态，因为MIDEA尚未收到来自NIAC或任何其他来源的资助的第二阶段。也许有一天，我们附近的数千颗小行星将成为成群的小型轨道飞行器或它们自己的目标。