Các tiểu hành tinh có vai trò quan trọng đến mức NASA đặt việc thăm dò chúng
là bước đầu tiên để tiến tới nhiệm vụ Sao Hỏa. Năm 2012, vài tháng sau khi
Planetary Resources họp báo tiết lộ kế hoạch, NASA công bố dự án Robotic
Asteroid Prospector (Thăm dò các tiểu hành tinh bằng robot), nhằm phân tích
tính khả thi của việc khai thác tiểu hành tinh. Tiếp sau đó, mùa thu năm 2016,
NASA phóng tàu thăm dò tỷ đô OSIRIS-REx về phía Bennu – một tiểu hành tinh
có kích thước cắt ngang gần 490 m, sẽ băng ngang Trái Đất vào năm 2135. Đến
năm 2018
, tàu sẽ bay vòng quanh Bennu, sau đó hạ cánh, rồi mang khoảng 60-
2.000 gam đá về Trái Đất để phân tích. Kế hoạch này không phải không có rủi ro.
NASA lo ngại rằng chỉ một chút nhiễu loạn trong quỹ đạo của Bennu cũng có thể
khiến nó đâm vào Trái Đất. (Nếu va chạm với Trái Đất, nó sẽ gây nên thảm họa
lớn gấp hàng nghìn lần so với quả bom nguyên tử thả xuống Hiroshima.) Tuy
nhiên, sứ mệnh này sẽ cho ta những kinh nghiệm vô giá trong việc ngăn chặn và
phân tích vật thể trong vũ trụ.
NASA cũng đang phát triển dự án ARM (Asteroid Redirect Mission: Sứ mạng
Đổi hướng Tiểu hành tinh), với mục đích “thu hoạch” đá từ tiểu hành tinh. Tuy
nguồn vốn chưa bảo đảm, nhưng NASA hy vọng ARM có thể mở ra nguồn thu
nhập mới cho chương trình vũ trụ. Dự án gồm hai giai đoạn. Đầu tiên, một tàu
thăm dò không người lái sẽ được phóng vào vũ trụ để tiếp cận tiểu hành tinh mà
các nhà khoa học đã đánh giá qua kính thiên văn trên Trái Đất. Sau khi khảo sát
chi tiết bề mặt tiểu hành tinh, tàu sẽ đáp xuống và dùng các móc giống như càng
cua kẹp lấy tảng đá. Sau đó tàu phóng thẳng hướng Mặt Trăng, kéo tảng đá theo
bằng dây.
Đến đây, tên lửa SLS sử dụng mô-đun Orion sẽ chở theo người xuất phát từ Trái
Đất. Orion sẽ hợp lại với tàu thăm dò không người lái khi cả hai cùng bay quanh
quỹ đạo Mặt Trăng. Các phi hành gia sẽ rời Orion, bước sang tàu thăm dò và lấy
một số mẫu đá để phân tích. Cuối cùng, Orion sẽ tách khỏi tàu thăm dò tự động
và trở về Trái Đất, thực hiện đáp xuống đại dương.
Một khó khăn có thể xảy đến với nhiệm vụ này là ta chưa biết nhiều về kết cấu
vật lý của các tiểu hành tinh. Chúng là một khối rắn, cũng có thể là tập hợp các
mảnh đá nhỏ được trọng lực hút vào nhau. Nếu ở trường hợp sau, chúng sẽ tách
