Asteroidais vadinami kosminiai kūnai, kurie nėra planetų palydovai, kurių masė yra nepakankama, kad toks objektas, veikiamas savo gravitacijos, įgytų nykštukinei ar įprastai planetai būdingą sferinę formą.
Nagrinėjant bet kurį tokį kūną, viena iš pirmųjų užduočių yra atsakyti į klausimą, iš ko sudarytas asteroidas, nes kompozicijos ypatybės atskleidžia objekto kilmę, kuri galiausiai yra susijusi su asteroido istorija. visos saulės sistemos. Praktiniu požiūriu įdomus potencialus asteroidų kūnų tinkamumas ateityje naudojant jų išteklius.
Kaip mes žinome apie asteroidų sudėtį
Įvairiu tikslumo laipsniu galima spręsti apie asteroidų chemiją ir mineralogiją remiantis įvairiais tiesioginiais ir netiesioginiais tyrimo metodais:
- Apytiksliai įvertinę objekto sudėtį padės nustatyti jo orbitos padėtį Saulės sistemoje. Paprastai kuo toliau nuo Saulės, tuo mažaskosminis kūnas, tuo daugiau lakiųjų jo sudėtyje esančių medžiagų, ypač vandens ledo.
- Svarbų vaidmenį sprendžiant problemą atlieka asteroido spektrinės charakteristikos. Tačiau atspindėto spektro analizė vis dar neleidžia vienareikšmiškai spręsti, kurios medžiagos vyrauja tam tikro kūno sudėtyje.
- Meteoritų – ant Žemės paviršiaus krintančių asteroidų fragmentų – tyrimas leidžia tiksliai nustatyti jų mineralinę ir cheminę sudėtį. Deja, meteorito kilmė ne visada žinoma.
- Pagaliau, išsamiausius duomenis apie tai, iš ko susideda asteroidas, galima gauti analizuojant jo uolienas naudojant tarpplanetinį automatinį aparatą. Iki šiol keli objektai buvo ištirti šiuo metodu.
Asteroidų klasifikacija
Yra trys pagrindiniai tipai, į kuriuos asteroidai skirstomi pagal sudėtį:
- C – anglis. Tai apima daugumą žinomų kūnų – 75%.
- S – akmuo arba silikatas. Šiai grupei priklauso apie 17 % iki šiol atrastų asteroidų.
- M – metalas (geležis-nikelis).
Šios trys pagrindinės kategorijos apima skirtingų spektrinių tipų objektus. Be to, išskiriamos kelios retų asteroidų grupės, kurios skiriasi tam tikromis spektro savybėmis.
Aukščiau pateikta klasifikacija nuolat tampa sudėtingesnė ir detalesnė. Apskritai, vien spektrinių duomenų, žinoma, nepakanka norint nustatyti, iš ko pagaminti asteroidai. Kompozicijos aprašymas yra labai sudėtingasužduotis. Galų gale, nors spektrų skirtumai neabejotinai rodo paviršiaus medžiagos skirtumus, negali būti tikras, kad tos pačios klasės objektų sudėtis yra identiška.
Arti žemės esantys objektai
Arti Žemės esantys arba netoli Žemės esantys asteroidai vadinami asteroidais, kurių orbitos perihelis neviršija 1,3 astronominio vieneto. Kai kurių iš jų ištirti buvo išsiųstos specialios kosminės misijos.
- Erosas yra palyginti didelis kūnas, kurio matmenys yra maždaug 34×11×11 km, o masė 6,7×1012 t, priklausantis S klasei. Šis akmenuotas asteroidas buvo studijavo 2000 PRIE Batsiuvys. Be silikatinių uolienų, jame yra apie 3% metalų. Tai daugiausia geležis, magnis, aliuminis, bet yra ir retų metalų: cinko, sidabro, aukso ir platinos.
- Itokawa taip pat yra S klasės asteroidas. Jis mažas – 535×294×209 m – ir jo masė 3,5×107 t. Dulkės iš paviršiaus Itokawa į Žemę buvo pristatyta Japonijos zondo Hayabusa grįžtančia kapsule 2010 m. Dulkių dalelėse yra olivino, pirokseno ir plagioklazės grupių mineralų. Itokavos dirvožemis pasižymi dideliu geležies kiekiu silikatuose ir mažu šio metalo kiekiu laisvoje formoje. Nustatyta, kad asteroido medžiaga patyrė terminę ir smūgio metamorfiją.
- Ryugu, C klasės asteroidas, šiuo metu tiriamas erdvėlaiviu Hayabusa-2. Manoma, kad tokių kūnų sudėtis beveik nepasikeitė nuo Saulės sistemos susidarymo, todėl Ryugu tyrimas kelia didelį susidomėjimą. Pristatymaspavyzdžiai, kurie leis detaliau ištirti, iš ko sudarytas asteroidas, planuojami 2020 m. pabaigoje.
- Bennu yra dar vienas objektas, šalia kurio šiuo metu veikia kosminė misija – OSIRIS-Rex stotis. Šis ypatingas B klasės anglies asteroidas taip pat laikomas svarbių žinių apie Saulės sistemos istoriją š altiniu. Tikimasi, kad Bennu dirvožemis bus pristatytas į Žemę išsamiam tyrimui 2023 m.
Iš ko susideda asteroido juosta
Teritorija tarp Marso ir Jupiterio orbitų, kurioje telkiasi daug įvairios sudėties, kilmės ir dydžio objektų, paprastai vadinama pagrindine juosta. Be faktinių įvairių tipų asteroidų, jis apima kometų kūnus ir vieną nykštukinę planetą – Cererą (anksčiau vadinta asteroidais).
Šiandien, vykdant Aušros misiją, vienas didžiausių juostos objektų Vesta buvo pakankamai išsamiai ištirtas. Tikėtina, kad tai protoplaneta, kuri buvo išsaugota nuo pat Saulės sistemos susidarymo. Vesta turi sudėtingą struktūrą (turi šerdį, mantiją ir plutą) ir turtingą mineralų sudėtį. Jis priklauso ypatingai V spektrinei klasei, kurią sudaro daugiausia silikatiniai asteroidai, kuriuose yra daug magnio turinčio pirokseno. Iš jo kilusių meteoritų tyrimas padeda išsiaiškinti, iš ko susideda asteroidas Vesta.
Apskritai, asteroidų diržas yra kūnų rinkinys, rodantis medžiagos būseną Saulės sistemoje įvairiais jos formavimosi etapais. Anglies asteroidai – pavyzdžiui, Matilda – čia reprezentuoja pačius seniausius kūnus. Silikatai gali turėti skirtingą istoriją, tačiau jų medžiaga jau patyrė tam tikrą metamorfozę kaip didelių ar mažų objektų dalis. Metaliniai asteroidai, tokie kaip Psyche ar Kleopatra, akivaizdžiai yra jau susiformavusių protoplanetų branduolių fragmentai.
Asteroidai toli nuo saulės
Kita didelė mažų kūnų kolekcija yra Kuiperio juosta, esanti už Neptūno orbitos. Jis yra daug masyvesnis ir platesnis nei pagrindinis diržas. Pagrindinis skirtumas tarp šių dviejų yra tai, iš ko pagaminti Kuiperio juostos asteroidai. Juose yra daug daugiau lakiųjų komponentų – vandens ledo, užšalusio azoto, metano ir kitų dujų bei organinių medžiagų. Šie kūnai savo sudėtimi yra dar artimesni protoplanetiniam debesiui. Savo savybėmis jos jau daugeliu atžvilgių panašios į kometas.
Tarpinę padėtį tarp Kuiperio juostos objektų ir pagrindinės juostos asteroidų užima kentaurai, judantys nestabiliomis trajektorijomis tarp Jupiterio ir Neptūno orbitų. Jie skiriasi savo pereinamojo laikotarpio sudėtimi.
Apie plėtros perspektyvas
Asteroidai jau seniai traukė dėmesį kaip galimas retų ir tauriųjų metalų: osmio, paladžio, iridžio, platinos, aukso, taip pat molibdeno, titano, kob alto ir kitų š altinis. Argumentai už jų kasimą ant asteroidų grindžiami tuo, kad žemės plutoje dėl gravitacinės diferenciacijos stinga sunkiųjų elementų. Daroma prielaida, kad dėl to paties proceso M asteroidai yra turtingi,be geležies ir nikelio, nurodyti metalai. Be to, C-asteroidų sudėtyje, kurie nebuvo diferencijuoti, elementų pasiskirstymas yra gana vienodas.
Naudodamiesi šiais samprotavimais, įmonės, pareiškiančios apie savo norą sukurti asteroidus, periodiškai skatina susidomėjimą šia tema. Pavyzdžiui, 2015 m. liepos mėn. žiniasklaida pranešė, kad platininis asteroidas 2011 UW158 netoli praskriejo pro šalį. Apskaičiuotos jos atsargos siekė daugiau nei penkis trilijonus dolerių, tačiau paaiškėjo, kad jos buvo aiškiai perdėtos.
Nepaisant to, ant asteroidų vis dar yra vertingų žaliavų. Jo kūrimo tikslingumo klausimas priklauso nuo tokių problemų kaip patikimas atsargų įvertinimas, skrydžių ir gamybos sąnaudos ir, žinoma, reikiamas technologinis lygis. Per trumpą laiką šias užduotis vargu ar bus galima išspręsti, todėl žmonija dar labai toli iki asteroidų vystymosi.
