Asteroidy nazywane są ciałami kosmicznymi, które nie są satelitami planet, których masa jest niewystarczająca, aby taki obiekt pod wpływem własnej grawitacji przybrał kulisty kształt charakterystyczny dla karła lub zwykłej planety.
Przy badaniu takiego ciała jednym z pierwszych zadań jest odpowiedź na pytanie, z czego wykonana jest asteroida, ponieważ cechy kompozycyjne rzucają światło na pochodzenie obiektu, co ostatecznie wiąże się z historią cały układ słoneczny. Z praktycznego punktu widzenia interesująca jest potencjalna przydatność ciał asteroid pod kątem przyszłego wykorzystania ich zasobów.
Skąd wiemy o składzie asteroid
Z różnym stopniem dokładności można ocenić chemię i mineralogię asteroid na podstawie różnych bezpośrednich i pośrednich metod badawczych:
- W przybliżeniu oszacuj skład obiektu, który pomoże ustalić położenie jego orbity w Układzie Słonecznym. Z reguły im dalej od Słońca jest małyciała kosmicznego, tym bardziej lotne substancje w jego składzie, w szczególności lód wodny.
- Ważną rolę w rozwiązaniu tego problemu odgrywają widmowe właściwości asteroidy. Jednak analiza widma odbitego nadal nie pozwala jednoznacznie ocenić, jakie substancje dominują w składzie danego ciała.
- Badanie meteorytów - fragmentów asteroid spadających na powierzchnię Ziemi, pozwala dokładnie określić ich skład mineralny i chemiczny. Niestety pochodzenie meteorytu nie zawsze jest znane.
- Najbardziej kompletne dane na temat składu asteroidy można uzyskać, analizując jej skały za pomocą międzyplanetarnego automatycznego aparatu. Do tej pory tą metodą zbadano kilka obiektów.
Klasyfikacja asteroid
Istnieją trzy główne typy, na które podzielone są asteroidy według składu:
- C - węgiel. Należą do nich większość znanych ciał - 75%.
- S - kamień lub krzemian. Ta grupa obejmuje około 17% odkrytych do tej pory planetoid.
- M - metal (żelazo-nikiel).
Te trzy główne kategorie obejmują obiekty o różnych typach widmowych. Ponadto wyróżnia się kilka grup rzadkich planetoid, różniących się pewnymi cechami widma.
Powyższa klasyfikacja staje się coraz bardziej złożona i szczegółowa. Ogólnie rzecz biorąc, same dane spektralne oczywiście nie wystarczą do ustalenia, z czego zbudowane są asteroidy. Opis składu jest niezwykle złożonyzadanie. Mimo wszystko, chociaż różnice w widmach zdecydowanie wskazują na różnice w materiale powierzchni, nie ma pewności, że skład obiektów tej samej klasy jest identyczny.
Obiekty bliskie ziemi
Asteroidy bliskie Ziemi lub bliskie Ziemi nazywane są asteroidami, których peryhelium orbity nie przekracza 1,3 jednostki astronomicznej. Wysłano specjalne misje kosmiczne, aby zbadać niektóre z nich.
- Eros to stosunkowo duże ciało o wymiarach około 34×11×11 km i masie 6,7×1012 t, należące do klasy S. Ta kamienista asteroida była studiował w 2000 r. W POBLIŻU szewca. Oprócz skał krzemianowych zawiera około 3% metali. Są to głównie żelazo, magnez, aluminium, ale są też metale rzadkie: cynk, srebro, złoto i platyna.
- Itokawa jest również asteroidą klasy S. Jest mała – 535×294×209 m – i ma masę 3,5×107 t. Pył z powierzchni Itokawa została dostarczona na Ziemię przez kapsułę powrotną japońskiej sondy Hayabusa w 2010 roku. Cząsteczki pyłu zawierają minerały z grup oliwinu, piroksenu i plagioklazy. Gleba Itokawa charakteryzuje się dużą zawartością żelaza w krzemianach i niską zawartością tego metalu w postaci wolnej. Ustalono, że substancja asteroidy została poddana metamorfizmowi termicznemu i uderzeniowemu.
- Ryugu, asteroida klasy C, jest obecnie badana przez sondę kosmiczną Hayabusa-2. Uważa się, że skład takich ciał niewiele się zmienił od czasu powstania Układu Słonecznego, więc badanie Ryugu jest bardzo interesujące. Dostawapróbki, które pozwolą na dokładniejsze zbadanie, z czego zbudowana jest asteroida, planowane są na koniec 2020 roku.
- Bennu to kolejny obiekt, w pobliżu którego aktualnie działa misja kosmiczna - stacja OSIRIS-Rex. Ta specjalna asteroida węglowa klasy B jest również uważana za źródło ważnej wiedzy o historii Układu Słonecznego. Oczekuje się, że gleba Bennu zostanie dostarczona na Ziemię do szczegółowych badań w 2023 roku.
Z czego składa się pas asteroid
Obszar między orbitami Marsa i Jowisza, w obrębie którego koncentruje się duża liczba obiektów o różnym składzie, pochodzeniu i rozmiarze, jest powszechnie nazywany pasem głównym. Oprócz rzeczywistych asteroid różnych typów obejmuje ona ciała kometarne i jedną planetę karłowatą – Ceres (wcześniej nazywaną asteroidą).
Dzisiaj, w ramach misji Dawn, jeden z największych obiektów pasa, Westa, został zbadany wystarczająco szczegółowo. Najprawdopodobniej jest to protoplaneta zachowana od czasu powstania Układu Słonecznego. Vesta ma złożoną strukturę (ma rdzeń, płaszcz i skórkę) oraz bogaty skład mineralny. Należy do specjalnej V klasy widmowej asteroid z przewagą krzemianów o wysokiej zawartości bogatego w magnez piroksenu. Badanie meteorytów z niej pochodzących pomaga wyjaśnić, z czego składa się asteroida Westa.
Ogólnie rzecz biorąc, pas planetoid to zbiór ciał, które demonstrują stan materii w Układzie Słonecznym na różnych etapach jego powstawania. Asteroidy węglowe - na przykład Matylda - reprezentują tutaj najstarsze ciała. Krzemiany mogą mieć inną historię, ale ich materiał przeszedł już pewną metamorfozę w ramach dużych lub małych obiektów. Metaliczne asteroidy, takie jak Psyche czy Kleopatra, to oczywiście fragmenty jąder już uformowanych protoplanet.
Asteroidy odległe od Słońca
Kolejnym zbiorem małych ciał na dużą skalę jest pas Kuipera, znajdujący się poza orbitą Neptuna. Jest znacznie masywniejszy i bardziej rozległy niż Pas Główny. Główną różnicą między nimi jest to, z czego zbudowane są asteroidy pasa Kuipera. Zawierają znacznie więcej lotnych składników - lód wodny, zamrożony azot, metan i inne gazy, a także substancje organiczne. Ciała te są jeszcze bliższe składem obłoku protoplanetarnego. Pod względem właściwości są już pod wieloma względami podobne do komet.
Pozycję pośrednią między obiektami Pasa Kuipera a asteroidami Pasa Głównego zajmują centaury poruszające się po niestabilnych trajektoriach między orbitami Jowisza i Neptuna. Różnią się one składem przejściowym.
O perspektywach rozwoju
Asteroidy od dawna przyciągają uwagę jako potencjalne źródło rzadkich i szlachetnych metali: osmu, palladu, irydu, platyny, złota, a także molibdenu, tytanu, kob altu i innych. Argumenty przemawiające za wydobywaniem ich na asteroidach opierają się na fakcie, że skorupa ziemska jest uboga w ciężkie pierwiastki z powodu zróżnicowania grawitacyjnego. Zakłada się, że w wyniku tego samego procesu M-asteroidy są bogate,oprócz żelaza i niklu określone metale. Ponadto w składzie asteroid C, które nie uległy zróżnicowaniu, rozkład pierwiastków jest dość równomierny.
Biorąc pod uwagę te rozważania, firmy deklarujące chęć stworzenia asteroid co jakiś czas wzbudzają zainteresowanie tematem. Na przykład w lipcu 2015 roku media poinformowały o bliskim przelocie platynowej asteroidy 2011 UW158. Szacunki jego rezerw sięgały ponad pięciu bilionów dolarów, ale okazały się wyraźnie przesadzone.
Niemniej jednak na asteroidach wciąż znajdują się cenne surowce. Pytanie o celowość jego rozwoju opiera się na takich problemach, jak rzetelna ocena rezerw, koszt lotów i produkcji oraz oczywiście wymagany poziom technologiczny. W perspektywie krótkoterminowej zadania te są trudne do rozwiązania, więc ludzkość wciąż jest bardzo daleka od rozwoju asteroid.
