Din ce este făcut un asteroid: descriere, compoziție și suprafață

Asteroizii sunt definiți ca fiind corpuri spațiale non-satelit, care nu au o masă suficientă pentru a deveni planete sferice, pitice sau normale prin propria forță gravitațională.

În studiul oricărui corp de acest tip, una dintre primele sarcini este de a răspunde la întrebarea din ce este făcut un asteroid, deoarece compoziția specială a obiectului aruncă lumină asupra originii sale, care este în cele din urmă legată de istoria întregului sistem solar. Pe plan practic, însă, este vorba de potențiala adecvare a corpurilor de asteroizi pentru exploatarea viitoare a resurselor.

Ce știm despre compoziția asteroizilor?

Chimia și mineralogia asteroizilor pot fi deduse cu diferite grade de acuratețe dintr-o varietate de metode directe și indirecte, precum metode de investigare:

1. O estimare aproximativă a compoziției unui obiect va fi determinată de poziția orbitei sale în sistemul solar. De regulă, cu cât un corp cosmic mic se află mai departe de Soare, cu atât mai multe substanțe volatile conține, în special gheață de apă.
2. Caracteristicile spectrale ale asteroidului joacă un rol important în luarea unei decizii. Cu toate acestea, analiza spectrului reflectat încă nu ne permite să judecăm fără echivoc ce substanțe predomină în compoziția unui anumit corp.
3. Studiul meteoriților, care sunt fragmente de asteroizi căzuți pe suprafața Pământului, va permite determinarea compoziției minerale și chimice a acestora cu un grad ridicat de precizie. Din păcate, originea unui meteorit este departe de a fi întotdeauna cunoscută.
4. În cele din urmă, cele mai complete date despre componența unui asteroid pot fi obținute prin analiza rocilor sale cu ajutorul unui vehicul autonom interplanetar. Până în prezent, mai multe obiecte au fost studiate cu ajutorul acestei metode.

Clasificarea asteroizilor

Principalele tipuri în care sunt împărțiți asteroizii în funcție de compoziția lor sunt trei:

• C - carbonacee. Majoritatea corpurilor cunoscute aparțin acestui grup - 75%.
• S - piatră sau silicat. Aproximativ 17% dintre asteroizii descoperiți până în prezent aparțin acestui grup.
• M - metalic (fier-nichel).

Cele trei categorii principale includ obiecte din diferite clase spectrale. În plus, există mai multe grupuri de asteroizi rari cu caracteristici spectrale diferite.

Această clasificare este completată și dezvoltată în permanență. În general, doar datele spectrale sunt, desigur, insuficiente pentru a determina compoziția asteroizilor. Descrierea compoziției sale este o sarcină extrem de complexă. Pentru că, deși diferențele dintre spectre indică în mod cert diferențe în ceea ce privește materialul de suprafață, nu este sigur că compoziția obiectelor din aceeași clasă este identică.

Obiecte din apropierea Pământului

Asteroizii apropiați de Pământ sau aproape de Pământ sunt asteroizi a căror orbită de periheliu nu depășește 1,3 unități astronomice. Misiuni spațiale speciale au fost trimise pentru a studia o parte din ea.

• Eros, un corp relativ mare, care măsoară aproximativ 34×11×11 km și are o masă de 6,7×10¹² t, aparținând clasei S. Acest asteroid stâncos a fost studiat în anul 2000 de către NEAR Shoemaker. Pe lângă rocile de silicați, conține aproximativ 3% metale. Cele mai multe dintre acestea sunt fierul, magneziul și aluminiul, dar există și metale rare, cum ar fi zincul, argintul, aurul și platina.
• Itokawa, de asemenea, un asteroid din clasa S. Este mic - 535×294×209 m - și are o masă de 3,5×10⁷ т. Praful de pe suprafața lui Itokawa a fost trimis pe Pământ de o capsulă de reintrare a sondei Hayabusa în 2010. Particulele de praf conțin minerale din grupele olivină, piroxen și plagioclase. Solul Itokawa se caracterizează printr-un procent ridicat de fier în silicat și un conținut scăzut de acest metal în formă liberă. S-a constatat că asteroidul a fost supus unui metamorfism termic și de impact.
• Ryugu, un asteroid de clasa C, este studiat de misiunea Hayabusa-2. Se crede că compoziția acestor corpuri este practic neschimbată de la formarea sistemului solar, astfel că studiul Ryugu este de mare interes. Până la sfârșitul anului 2020 urmează să fie livrat un eșantion care va permite un studiu mai detaliat a ceea ce compune asteroidul.
• Bennu este un alt obiect studiat în prezent de misiunea spațială OSIRIS-Rex. Acest asteroid carbonat de clasă specială B este considerat, de asemenea, o sursă de informații importante despre istoria sistemului solar. Solul lui Bennu urmează să ajungă pe Pământ în 2023 pentru a fi studiat în detaliu.

Din ce este alcătuită centura de asteroizi

Zona cuprinsă între orbitele lui Marte și Jupiter, în interiorul căreia se află o mare concentrație de Vesta are o structură complexă (un nucleu, o manta, o crustă și o compoziție minerală bogată) Compoziția, originea și dimensiunea obiectelor sunt denumite în mod obișnuit Centura principală. Pe lângă tot felul de asteroizi, ea include corpuri cometare și o planetă pitică, Ceres (considerată anterior un asteroid).

În prezent, Dawn studiază în detaliu unul dintre cele mai mari obiecte din centură, Vesta. Este probabil o protoplanetă, păstrată din timpul formării sistemului solar. Vesta are o structură complexă (nucleu, mantaua și crustă) și o compoziție minerală bogată. Acesta aparține unei clase spectrale speciale V de asteroizi predominant silicat, cu un conținut ridicat de piroxen bogat în magneziu. Un studiu al meteoriților proveniți de pe Vesta ajută la clarificarea cunoștințelor noastre despre compoziția asteroidului.

Centura de asteroizi este, în general, o colecție de corpuri care reprezintă starea materiei din sistemul solar în diferite stadii ale formării sale. Asteroizii carbonați - precum Matilda - reprezintă cele mai vechi corpuri de aici. Corpurile de silicat pot avea o istorie diferită, dar materialul lor a suferit deja o anumită metamorfoză ca parte a unor obiecte mari sau mici. Asteroizii metalici precum Psyche sau Cleopatra sunt, în mod evident, fragmente din nucleele unor protoplanete care s-au format deja.

Asteroizi departe de Soare

Centura Kuiper, aflată dincolo de orbita lui Neptun, este o altă grupare majoră de corpuri mici. Este mult mai masivă și mai vastă decât centura principală. Principala diferență între ele este din ce sunt făcuți asteroizii din Centura Kuiper. Acestea conțin componente mult mai volatile - gheață de apă, azot înghețat, metan și alte gaze, precum și materii organice. Aceste corpuri au o compoziție și mai apropiată de cea a norului protoplanetar. În ceea ce privește proprietățile lor, acestea se aseamănă deja foarte mult cu cometele.

Între obiectele din centura Kuiper și asteroizii din centura principală, centaurii urmează traiectorii instabile între orbitele lui Jupiter și Neptun. Ele se caracterizează prin compoziția lor de tranziție.

Cu privire la perspectivele de exploatare

Asteroizii au atras de mult timp atenția ca sursă potențială de metale rare și prețioase: osmiu, paladiu, iridiu, platină, aur, dar și molibden, titan, cobalt și altele. Argumentul pentru extragerea acestora din asteroizi se bazează pe faptul că scoarța terestră este săracă în elemente grele, din cauza diferențierii gravitaționale. S-a sugerat că, în urma aceluiași proces, steroizii M sunt bogați în aceste metale, în plus față de fier și nichel. De asemenea, asteroizii C nediferențiațiat au o distribuție elementară destul de uniformă.

Folosindu-se de aceste considerente, companiile care au declarat aspirații de exploatare a asteroizilor au alimentat periodic interesul pentru acest subiect. De exemplu, în iulie 2015, presa a relatat despre un survol apropiat al asteroidului 2011 UW₁₅₈. Estimările privind resursele sale au fost de până la cinci trilioane și ceva de miliarde de dolari, dar acest lucru s-a dovedit a fi o exagerare evidentă.

Cu toate acestea, pe asteroizi există materii prime valoroase. Fezabilitatea exploatării acestuia depinde de aspecte precum estimările fiabile ale rezervelor, costurile de călătorie și de exploatare și, bineînțeles, de sofisticarea tehnologică necesară. Este puțin probabil ca aceste obiective să fie atinse pe termen scurt, așa că exploatarea asteroizilor este încă departe de a fi realizată.