Многие миссии глубокого космоса, особенно рассчитанные на возвращение материала или экипажей в околоземное пространство, строго ограничены необходимостью перевозить топливо и тепловые экраны. Подъем этих элементов с поверхности Земли, доставка к целевому телу, запуск на нужную траекторию и захват на орбите Земли требуют увеличения массы, а с ней топлива и общей дельты-V миссии.

Предварительные исследования логистики сбора материала на Луне и отобранных околоземных астероидов (NEA) продемонстрировали существенные преимущества использования топлива, добытого с космических источников, по сравнению с необходимостью запуска топлива с Земли и перевозки его в ходе миссии. Кроме того, астероиды NEA обещают гигантские плюсы при добыче топлива на месте. В ходе исследования изучались возможности движения на основе воды с использованием летучих веществ NEA для производства химического топлива для длительного хранения. Проблема длительного хранения топлива на Земле решилась использованием производных гидразина в качестве топлива и N2O4 в качестве окислителя, оба вещества доступны в богатой азотом атмосфере Земли.

Азота на астероидах мало. Есть приемлемые пути по производству на астероидах топлива для длительного хранения на основе углерода, но создание подходящего окислителя для длительного хранения без использования азота остается нерешенной и трудной задачей.

Углеродистые хондритные астероиды содержат от 10 до 30 процентов воды и прочих летучих веществ. Спящие кометы могут содержать летучие вещества до 75% от общей массы. Первые идеи по использованию воды, добытой из этих источников, в качестве космического топлива предполагали расщепление воды на водород и кислород, а затем резкое охлаждение их для создания жидкого водорода и кислорода. В настоящее время это криогенное топливо должно быть использовано сразу после запуска, прежде чем нагреется и вскипит. Тем временем ученые ищут способы создания топлива вроде метана, которое нормально функционирует при комнатной температуре, путем соединения воды с углеродом, доступным на многих астероидах. Топливо длительного хранения вроде такого не вскипит во время долгосрочных миссий в глубоком космосе, на завершение которых уйдут месяцы или годы.

«Возможность производить долговечные компоненты топлива на околоземных астероидах расширит освоение космоса на всю Солнечную систему, — говорит Дэниел Фейбер из Deep Space Industries. — Доставка топлива на высокую околоземную орбиту с Земли сейчас стоит от 20 до 30 миллионов долларов за тонну, тогда как добытое на астероидах топливо может стоить в десять раз дешевле и сделать долгосрочные миссии доступнее».

В рамках полученного гранта Deep Space Industries начнет первую фазу исследования с создания имитаторов реголитовых астероидов. Эти имитаторы будут использоваться в наземных испытаниях добычи и обработки. Работая в сотрудничестве с Университетом Центральной Флориды, Deep Space Industries будет проектировать, прототипировать и испытывать разные варианты имитаций астероидов, необходимых для проверки технологии добычи топлива на них.

Первая фаза испытаний завершится к концу года, а вся работа — к началу 2016 года, и станет хорошим дополнением к грядущим разработкам космических проектов.