Flera privatfinansierade rymdföretag är inlåsta i ett lopp om att hävda miljarder pund till ädelmetaller som antas finnas i asteroider. Storbritannien har nu deltagit i loppet, med Asteroid Mining Corporation som blev det första av dessa nya företag i landet.

I teorin, affärscasen talar för sig själv - den otroliga kostnaden för rymduppdrag skulle mer än kompenseras för. Men hur går man egentligen till väga med en asteroid? Hur väljer du en till min? Det här är några av de frågor jag har funderat på när jag genomfört en förstudie för företaget.

Asteroider kan kategoriseras som gjorda av kol, kisel eller metall. Gruvföretag är särskilt intresserade av metalliska asteroider, men deras kompositioner är fortfarande inte väl förstådda. Vetenskapliga undersökningar av asteroider - som NASA:s mindre planetundersökning - har i stor utsträckning fokuserat på att upptäcka potentiella hot som kan utgöra vår planet från kollisioner.

Ingen asteroid har ännu tagits direkt. Teleskopobservationer har utförts tillsammans med analyser av meteoriter - fragment av asteroider som fallit till jorden - och data tyder på att en liten andel asteroider innehåller höga koncentrationer av värdefulla metaller som platina och guld. Så innan vi blir uppslukade av hur vi ska spendera våra biljoner, vi måste först utse lämpliga mål för asteroidgruvor.

Mer än 750, 000 asteroider har hittats hittills. De allra flesta kan uteslutas direkt, som de finns i huvud asteroidbältet, kretsar mellan Mars och Jupiter - för långt bort för att betraktas som potentiella gruvdriftmål. Istället bör vi fokusera på asteroiderna nära jorden, vilket begränsar sökningen till cirka 17, 000 mål. För att begränsa det krävs ytterligare satellitobservationer med ett teleskop och spektrografisk instrumentering.

En spektrograf analyserar solljuset som reflekteras från ytan på en asteroid genom att bryta ner den efter våglängd. Detta gör att vi kan bestämma ytans sammansättning. Till exempel, om ljuset från en asteroid verkar rödaktigt detta antyder närvaron av kluster av järn och nickel på ytan. Platina finns normalt i sådana kluster på jorden, så vi kan dra slutsatsen att det kan finnas i dessa asteroider. Men vi kan bara observera hur ljus interagerar med asteroidens yta - inte lagren under den. Och ytan kan ha förändrats genom kollisioner med andra objekt i solsystemet eller genom exponering för strålning.

Kraven

När vi väljer en asteroid måste vi ta reda på om den är tillräckligt stor och om den har en tillräckligt hög koncentration av värdefull och mycket använd metall. Går det för fort? Hur långt ute är det i omloppsbana och hur lång tid tar det att skicka en sond?

Enligt professor Martin Elvis, en astrofysiker vid Harvard University, en asteroid värd gruvdrift måste ha ett marknadsvärde på 1 miljard dollar. För att uppfylla detta krav, asteroiden måste vara mer än 1 km i diameter, innehåller mer än 10 delar per miljon platina och har en hastighet i förhållande till jordens hastighet på mindre än 4,5 meter per sekund. Det finns mer än 17, 000 asteroider nära jorden, men hur många av dem passar räkningen?

Professor Elvis gjorde en teoretisk uppskattning baserad på sannolikheter och antaganden. Till exempel, av alla meteoriter som har fallit till jorden, cirka 4% var metalliska. Så vi kan anta att 4% av jordnära asteroider också är metalliska. Med hänsyn till denna och andra sannolikheter, vi har bara tio asteroider kvar som - teoretiskt sett - är ekonomiskt värdefulla och praktiskt genomförbara för min.

Eftersom målen ännu inte har identifierats direkt, uppgiften nu är att hitta dessa nålar i höstacken. Den inledande designfasen för en prospekteringssatellit pågår, och Asteroid Mining Corporation siktar på att lansera det år 2020. Detta skulle gå in i jordbana och skulle undersöka himlen för asteroider nära jorden, samla in spektraldata och bestämma deras sammansättning för att identifiera specifika mål. Som en del av min rapport kommer jag att identifiera spektrumgrafiken och upplösningen som behövs för att bestämma kompositionen. Jag kommer också att utarbeta en preliminär teleskopdesign.

Nästa mål skulle vara att starta en sond, samla prover för detaljerad kemisk analys och fotografera målets yta för att identifiera en potentiell landningsplats. Det slutliga målet skulle vara att landa ett gruvfartyg på målets yta och extrahera ädelmetaller på plats. Många olika tekniker har föreslagits. Dock, detta skulle vara en otroligt ambitiös teknik som inte kan underskattas, med många obesvarade frågor och okända tidsskalor i detta tidiga skede.

Det finns inte bara tekniska utmaningar att övervinna. Det finns för närvarande oro över de juridiska konsekvenserna av denna växande industri, med tanke på bristen på lagar och förordningar för att styra rymdutforskningens internationella karaktär. FN övervakar yttre rymdfördraget, undertecknat av 106 länder. Detta ger en ram för styrning av rymdbaserade aktiviteter, men den ger inte den detaljerade lagstiftning som behövs.

Det finns farhågor om att situationen kan bli det nya vilda västern, med brist på lagar som leder till tvister om vem som har rätten att bryta en viss asteroid. Det finns för närvarande ingen mekanism för att döma sådana påståenden, och det juridiska landskapet är komplext.

Utmaningarna är stora - och även om det kan dröja innan vi får se de första rymdbrytningstriljonärerna, Det är obestridligt att utsikterna till asteroidbrytning hjälper till att locka finansiering och påskynda vetenskaplig förståelse. Ny instrumentering och ingenjörsteknik kommer att utvecklas för att möta de praktiska utmaningarna vid gruvdrift asteroider och en detaljerad databas om asteroidernas sammansättning skulle hjälpa till med vetenskaplig förståelse för bildandet och utvecklingen av vårt solsystem. Övervaka den här ytan.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.