Αστεροειδή ονομάζονται κοσμικά σώματα που δεν είναι δορυφόροι πλανητών, η μάζα των οποίων είναι ανεπαρκής για να αποκτήσει ένα τέτοιο αντικείμενο ένα σφαιρικό σχήμα χαρακτηριστικό ενός νάνου ή ενός συνηθισμένου πλανήτη υπό την επίδραση της δικής του βαρύτητας.
Κατά την εξέταση οποιουδήποτε τέτοιου σώματος, ένα από τα πρώτα καθήκοντα είναι να απαντήσουμε στο ερώτημα από τι αποτελείται ο αστεροειδής, καθώς τα χαρακτηριστικά σύνθεσης ρίχνουν φως στην προέλευση του αντικειμένου, η οποία τελικά συνδέεται με την ιστορία του ολόκληρο το ηλιακό σύστημα. Από πρακτική άποψη, ενδιαφέρει η πιθανή καταλληλότητα των σωμάτων αστεροειδών όσον αφορά τη μελλοντική χρήση των πόρων τους.
Πώς γνωρίζουμε για τη σύνθεση των αστεροειδών
Με διάφορους βαθμούς ακρίβειας, είναι δυνατό να κριθεί η χημεία και η ορυκτολογία των αστεροειδών με βάση διάφορες άμεσες και έμμεσες μεθόδους έρευνας:
- Υπολογίστε κατά προσέγγιση ότι η σύνθεση του αντικειμένου θα βοηθήσει τη θέση της τροχιάς του στο ηλιακό σύστημα. Κατά κανόνα, όσο πιο μακριά από τον Ήλιο είναι μικρόδιαστημικό σώμα, οι πιο πτητικές ουσίες στη σύνθεσή του, ιδίως ο πάγος νερού.
- Σημαντικό ρόλο στην επίλυση του ζητήματος παίζουν τα φασματικά χαρακτηριστικά του αστεροειδούς. Ωστόσο, η ανάλυση του ανακλώμενου φάσματος εξακολουθεί να μην επιτρέπει σε κάποιον να κρίνει με σαφήνεια ποιες ουσίες κυριαρχούν στη σύνθεση ενός δεδομένου σώματος.
- Μελέτη μετεωριτών - θραυσμάτων αστεροειδών που πέφτουν στην επιφάνεια της Γης, καθιστά δυνατό τον ακριβή προσδιορισμό των ορυκτών και της χημικής τους σύστασης. Δυστυχώς, η προέλευση του μετεωρίτη δεν είναι πάντα γνωστή.
- Τέλος, τα πληρέστερα δεδομένα για το τι αποτελείται ένας αστεροειδής μπορούν να ληφθούν με ανάλυση των πετρωμάτων του χρησιμοποιώντας μια διαπλανητική αυτόματη συσκευή. Μέχρι σήμερα, πολλά αντικείμενα έχουν διερευνηθεί με αυτήν τη μέθοδο.
Ταξινόμηση αστεροειδών
Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι στους οποίους χωρίζονται οι αστεροειδείς κατά σύνθεση:
- C - άνθρακας. Αυτά περιλαμβάνουν την πλειοψηφία των γνωστών σωμάτων - 75%.
- S - πέτρα ή πυριτικό. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει περίπου το 17% των αστεροειδών που έχουν ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα.
- M - μέταλλο (σίδερο-νικέλιο).
Αυτές οι τρεις κύριες κατηγορίες περιλαμβάνουν αντικείμενα διαφορετικών φασματικών τύπων. Επιπλέον, διακρίνονται αρκετές ομάδες σπάνιων αστεροειδών, που διαφέρουν σε ορισμένα χαρακτηριστικά του φάσματος.
Η παραπάνω ταξινόμηση γίνεται συνεχώς πιο περίπλοκη και λεπτομερής. Σε γενικές γραμμές, τα φασματικά δεδομένα από μόνα τους, φυσικά, δεν αρκούν για να διαπιστωθεί από τι αποτελούνται οι αστεροειδείς. Η περιγραφή της σύνθεσης είναι εξαιρετικά περίπλοκηέργο. Εξάλλου, αν και οι διαφορές στα φάσματα υποδηλώνουν σίγουρα διαφορές στο υλικό της επιφάνειας, δεν μπορεί να υπάρξει βεβαιότητα ότι η σύνθεση των αντικειμένων της ίδιας κατηγορίας είναι πανομοιότυπη.
Αντικείμενα κοντά στη Γη
Οι αστεροειδείς κοντά στη Γη ή κοντά στη Γη ονομάζονται αστεροειδείς των οποίων το τροχιακό περιήλιο δεν υπερβαίνει τις 1,3 αστρονομικές μονάδες. Στάλθηκαν ειδικές διαστημικές αποστολές για τη μελέτη ορισμένων από αυτές.
- Έρωτας είναι ένα σχετικά μεγάλο σώμα με διαστάσεις περίπου 34×11×11 km και μάζα 6,7×1012 t, που ανήκει στην κατηγορία S. Αυτός ο πετρώδης αστεροειδής ήταν σπούδασε το 2000 NEAR Shoemaker. Εκτός από πυριτικά πετρώματα, περιέχει περίπου 3% μέταλλα. Αυτά είναι κυρίως ο σίδηρος, το μαγνήσιο, το αλουμίνιο, αλλά υπάρχουν και σπάνια μέταλλα: ψευδάργυρος, ασήμι, χρυσός και πλατίνα.
- Itokawa είναι επίσης ένας αστεροειδής κατηγορίας S. Είναι μικρός - 535×294×209 m - και έχει μάζα 3,5×107 t. Σκόνη από την επιφάνεια του Το Itokawa παραδόθηκε στη Γη από την κάψουλα επιστροφής του ιαπωνικού καθετήρα Hayabusa το 2010. Τα σωματίδια σκόνης περιέχουν μέταλλα των ομάδων ολιβίνης, πυροξενίου και πλαγιόκλασων. Το έδαφος Itokawa χαρακτηρίζεται από υψηλό ποσοστό σιδήρου σε πυριτικά άλατα και χαμηλή περιεκτικότητα σε αυτό το μέταλλο σε ελεύθερη μορφή. Έχει διαπιστωθεί ότι η ουσία του αστεροειδούς υποβλήθηκε σε θερμική μεταμόρφωση και κρουστική μεταμόρφωση.
- Το Ryugu, ένας αστεροειδής κατηγορίας Γ, μελετάται επί του παρόντος από το διαστημόπλοιο Hayabusa-2. Πιστεύεται ότι η σύνθεση τέτοιων σωμάτων δεν έχει αλλάξει πολύ από το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος, επομένως η μελέτη του Ryugu παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον. Διανομήδείγματα, τα οποία θα επιτρέψουν μια πιο λεπτομερή μελέτη του από τι είναι κατασκευασμένος ο αστεροειδής, σχεδιάζονται για τα τέλη του 2020.
- Το Bennu είναι ένα άλλο αντικείμενο κοντά στο οποίο βρίσκεται επί του παρόντος η διαστημική αποστολή - ο σταθμός OSIRIS-Rex. Αυτός ο ειδικός αστεροειδής άνθρακα κατηγορίας Β θεωρείται επίσης ως πηγή σημαντικής γνώσης για την ιστορία του ηλιακού συστήματος. Το έδαφος Bennu αναμένεται να παραδοθεί στη Γη για λεπτομερή μελέτη το 2023.
Τι αποτελείται η ζώνη αστεροειδών
Η περιοχή μεταξύ των τροχιών του Άρη και του Δία, μέσα στην οποία συγκεντρώνεται μεγάλος αριθμός αντικειμένων διαφορετικής σύνθεσης, προέλευσης και μεγέθους, ονομάζεται συνήθως Κύρια Ζώνη. Εκτός από τους πραγματικούς αστεροειδείς διαφόρων τύπων, περιλαμβάνει σώματα κομητών και έναν πλανήτη νάνο - τη Δήμητρα (προηγουμένως αναφερόμενη ως αστεροειδείς).
Σήμερα, στο πλαίσιο της αποστολής Dawn, ένα από τα μεγαλύτερα αντικείμενα της ζώνης, η Vesta, έχει μελετηθεί με αρκετή λεπτομέρεια. Κατά πάσα πιθανότητα, είναι ένας πρωτοπλανήτης που έχει διατηρηθεί από τον σχηματισμό του ηλιακού συστήματος. Το Vesta έχει πολύπλοκη δομή (έχει πυρήνα, μανδύα και κρούστα) και πλούσια σύνθεση ορυκτών. Ανήκει σε μια ειδική φασματική κατηγορία V κυρίως πυριτικών αστεροειδών με υψηλή περιεκτικότητα σε πυροξένιο πλούσιο σε μαγνήσιο. Η μελέτη των μετεωριτών που προέρχονται από αυτό βοηθά στην αποσαφήνιση της γνώσης από τι αποτελείται ο αστεροειδής Vesta.
Γενικά, η ζώνη των αστεροειδών είναι μια συλλογή σωμάτων που δείχνουν την κατάσταση της ύλης στο ηλιακό σύστημα σε διάφορα στάδια του σχηματισμού του. Οι αστεροειδείς άνθρακα - για παράδειγμα, η Matilda - αντιπροσωπεύουν τα πιο αρχαία σώματα εδώ. Τα πυριτικά μπορεί να έχουν διαφορετική ιστορία, αλλά το υλικό τους έχει ήδη υποστεί κάποια μεταμόρφωση ως μέρος μεγάλων ή μικρών αντικειμένων. Οι μεταλλικοί αστεροειδείς όπως η Ψυχή ή η Κλεοπάτρα είναι προφανώς θραύσματα των πυρήνων των ήδη σχηματισμένων πρωτοπλανήτων.
Αστεροειδή μακριά από τον Ήλιο
Μια άλλη μεγάλης κλίμακας συλλογή μικρών σωμάτων είναι η ζώνη Kuiper, που βρίσκεται πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα. Είναι πολύ πιο ογκώδης και εκτεταμένος από την κύρια ζώνη. Η κύρια διαφορά μεταξύ των δύο είναι από τι αποτελούνται οι αστεροειδείς της ζώνης Kuiper. Περιέχουν πολύ πιο πτητικά συστατικά - πάγο νερού, παγωμένο άζωτο, μεθάνιο και άλλα αέρια, καθώς και οργανικές ουσίες. Αυτά τα σώματα είναι ακόμη πιο κοντά σε σύνθεση με το πρωτοπλανητικό νέφος. Όσον αφορά τις ιδιότητες, μοιάζουν ήδη με πολλούς τρόπους με τους κομήτες.
Η ενδιάμεση θέση μεταξύ των αντικειμένων της ζώνης Kuiper και των αστεροειδών της Κύριας Ζώνης καταλαμβάνεται από κένταυρους που κινούνται κατά μήκος ασταθών τροχιών μεταξύ των τροχιών του Δία και του Ποσειδώνα. Διαφέρουν ως προς τη μεταβατική τους σύνθεση.
Σχετικά με τις προοπτικές ανάπτυξης
Οι αστεροειδείς προσελκύουν από καιρό την προσοχή ως πιθανή πηγή σπάνιων και πολύτιμων μετάλλων: όσμιο, παλλάδιο, ιρίδιο, πλατίνα, χρυσός, καθώς και μολυβδαίνιο, τιτάνιο, κοβάλτιο και άλλα. Τα επιχειρήματα υπέρ της εξόρυξής τους σε αστεροειδείς βασίζονται στο γεγονός ότι ο φλοιός της γης είναι φτωχός σε βαριά στοιχεία λόγω της βαρυτικής διαφοροποίησης. Υποτίθεται ότι ως αποτέλεσμα της ίδιας διαδικασίας, οι M-αστεροειδείς είναι πλούσιοι,εκτός από το σίδηρο και το νικέλιο, τα καθορισμένα μέταλλα. Επιπλέον, στη σύνθεση των C-αστεροειδών που δεν έχουν υποστεί διαφοροποίηση, η κατανομή των στοιχείων είναι αρκετά ομοιόμορφη.
Χρησιμοποιώντας αυτές τις σκέψεις, οι εταιρείες που δηλώνουν την επιθυμία τους να αναπτύξουν αστεροειδείς κεντρίζουν περιοδικά το ενδιαφέρον για το θέμα. Για παράδειγμα, τον Ιούλιο του 2015, τα μέσα ενημέρωσης ανέφεραν μια κοντινή πτήση του αστεροειδούς πλατίνας 2011 UW158. Η εκτίμηση των αποθεμάτων της έφθασε σε περισσότερα από πέντε τρισεκατομμύρια δολάρια, αλλά αποδείχθηκε ότι ήταν σαφώς υπερβολική.
Παρ' όλα αυτά, εξακολουθούν να υπάρχουν πολύτιμες πρώτες ύλες στους αστεροειδείς. Το ζήτημα της σκοπιμότητας της ανάπτυξής του βασίζεται σε προβλήματα όπως η αξιόπιστη αξιολόγηση των αποθεμάτων, το κόστος των πτήσεων και της παραγωγής και, φυσικά, το απαιτούμενο τεχνολογικό επίπεδο. Βραχυπρόθεσμα, αυτά τα καθήκοντα δύσκολα μπορούν να λυθούν, επομένως η ανθρωπότητα απέχει ακόμη πολύ από την ανάπτυξη αστεροειδών.
