З чого складається астероїд: опис, склад і поверхня

Астероїдами називають не є супутниками планет космічні тіла, маса яких недостатня, щоб під дією власної гравітації такий об`єкт придбав сферичну форму, характерну для карликової або звичайної планети.

При дослідженні будь-якого подібного тіла однією з найперших завдань є відповідь на питання, з чого складається астероїд, оскільки особливості складу проливають світло на Походження об`єкта, яке в кінцевому підсумку пов`язано з історією всієї Сонячної системи. З практичної ж сторони інтерес представляє потенційна придатність астероїдних тіл з точки зору використання їх ресурсів в майбутньому.

Звідки нам відомо про склад астероїдів

З різним ступенем точності судити про хімію і мінералогію астероїдів можна на підставі різних прямих і непрямих методів дослідження:

1. Приблизно оцінити склад об`єкта допоможе положення його орбіти в Сонячній системі. Як правило, чим далі від сонця МАЛЕ космічне тіло, тим більше в його складі летких речовин, зокрема, водяного льоду.
2. Важливу роль у вирішенні питання відіграють спектральні характеристики астероїда. Однак аналіз відбитого спектра все-таки не дозволяє судити однозначно, які речовини переважають в складі даного тіла.
3. Вивчення метеоритів-фрагментів астероїдів, що потрапляють на поверхню Землі, дає можливість точно встановити їх мінеральний і хімічний склад. На жаль, Походження метеорита далеко не завжди відомо.
4. Нарешті, найбільш повні дані про те, з чого складається астероїд, можна отримати шляхом аналізу його порід за допомогою міжпланетного автоматичного апарату. На сьогоднішній день цим методом досліджено кілька об`єктів.

Класифікація астероїдів

Основних типів, на які ділять астероїди за складом, три:

• C-вуглецеві. До них відноситься більшість відомих тіл-75 %.
• S-кам`яні, або силікатні. У цю групу входить близько 17% відкритих до теперішнього часу астероїдів.
• M-металеві (залізо-нікелеві).

У ці три головні категорії включають об`єкти різних спектральних класів. Крім того, виділяються кілька груп рідкісних астероїдів, що відрізняються тими чи іншими особливостями спектра.

Наведена класифікація постійно ускладнюється і деталізується. Взагалі ж, одних спектральних даних, зрозуміло, недостатньо для того, щоб встановити, з чого складаються астероїди. Опис складу-надзвичайно складне завдання. Адже, хоча відмінності в спектрах безумовно вказують на відмінності в матеріалі поверхні, не може бути впевненості в тому, що склад об`єктів одного класу ідентичний.

Навколоземні об`єкти

Навколоземними або зближуються із землею називають астероїди, перигелій орбіти яких не перевищує 1,3 астрономічних одиниць. Для дослідження деяких з них були направлені спеціальні космічні місії.

• Ерос-порівняно велике тіло розмірами приблизно 34×11×11 км і масою 6,7×10¹² т, що належить до класу S. Цей кам`яний астероїд вивчався в 2000 році апаратом NEAR Shoemaker. Крім силікатних порід, він містить близько 3 % металів. В основному це залізо, магній, алюміній, але є і рідкісні метали: цинк, срібло, золото і платина.
• Ітокава - також астероїд класу S. Він невеликий – 535×294×209 м-і має масу 3,5×10<sup>7</sup> ґатунок. Пил з поверхні Ітокави була доставлена на Землю повертається капсулою японського зонда» Хаябуса " в 2010 році. Частинки пилу містять мінерали груп олівіну, піроксену та плагіоклазу. Грунт Ітокави відрізняється високим відсотком заліза в силікатах і низьким вмістом цього металу у вільній формі. Встановлено, що речовина астероїда піддавалася термічному і ударному метаморфізму.
• Рюгу, астероїд класу C, вивчається в даний час апаратом " Хаябуса-2». Вважається, що склад таких тіл практично не змінився з епохи формування Сонячної системи, тому дослідження Рюгу представляє величезний інтерес. Доставка зразків, які дозволять більш детально дослідити, з чого складається астероїд, планується в кінці 2020 року.
• Бенну-ще один об`єкт, біля якого зараз працює Космічна місія-станція OSIRIS-Rex. Цей вуглецевий астероїд спеціального класу B також розглядається як джерело важливих знань про історію Сонячної системи. Грунт Бенну передбачається доставити на Землю для детального вивчення в 2023 році.

З чого складається пояс астероїдів

Область між орбітами Марса і Юпітера, в межах якої зосереджена велика кількість найрізноманітніших по складом, походженням і розмірами об`єктів, прийнято називати головним поясом. Крім власне астероїдів всіляких типів, він включає кометні тіла і одну карликову планету-Цереру – раніше її відносили до астероїдів).

На сьогоднішній день в рамках місії Dawn досить детально вивчений один з найбільших об`єктів пояса-Веста. Вона, цілком ймовірно, являє собою протопланету, що збереглася з часів утворення Сонячної системи. Веста володіє складною структурою (має ядро, мантію і кору) і багатим мінеральним складом. Належить вона до особливого спектрального класу V переважно силікатних астероїдів з високим вмістом багатого магнієм піроксену. Уточненню знань про те, з чого складається астероїд Веста, допомагає дослідження відбуваються з неї метеоритів.

В цілому пояс астероїдів-це сукупність тіл, що демонструють стан речовини Сонячної системи на різних етапах її формування. Вуглецеві астероїди-наприклад, Матильда, - представляють тут найбільш древні тіла. Силікатні можуть мати різну історію, проте їх матеріал вже зазнав деяку метаморфізацію в складі великих або дрібних об`єктів. Металеві астероїди, такі як Психея або Клеопатра, очевидно, є осколками ядер вже сформованих протопланет.

Астероїди, віддалені від сонця

Ще одна масштабна сукупність малих тіл – це пояс Койпера, розташований за орбітою Нептуна. Він набагато масивніше і ширше, ніж головний пояс. Основна відмінність між ними полягає в тому, з чого складаються астероїди з поясу Койпера. Вони містять набагато більше летких компонентів-водяного льоду, замерзлого азоту, метану та інших газів, а також органічних речовин. Ці тіла ще ближче за складом до протопланетної хмари. За властивостями вони вже багато в чому схожі на комети.

Проміжне положення між об`єктами поясу Койпера і астероїдами головного поясу займають кентаври, що рухаються по нестабільних траєкторіях між орбітами Юпітера і Нептуна. Вони відрізняються перехідним складом.

Про перспективи освоєння

Астероїди давно привертають увагу як потенційне джерело рідкісних і дорогоцінних металів: осмію, паладію, іридію, платини, золота, а також молібдену, титану, кобальту та інших. Доводи на користь видобутку їх на астероїдах спираються на факт бідності земної кори важкими елементами внаслідок гравітаційної диференціації. Передбачається, що в результаті того ж процесу m-астероїди багаті, крім заліза і нікелю, зазначеними металами. Крім того, в складі не піддавалися диференціації C-астероїдів розподіл елементів досить рівномірно.

Використовуючи ці міркування, компанії, які декларують прагнення до розробки астероїдів, періодично підігрівають інтерес до теми. Наприклад, в липні 2015 року ЗМІ обійшло повідомлення про близький прольоті складається з платини астероїда 2011 UW₁₅₈. Оцінка його запасів доходила до п`яти з гаком трильйонів доларів, проте виявилася явно перебільшена.

Проте цінна сировина на астероїдах все-таки є. Питання ж про доцільність його розробки впирається в такі проблеми, як достовірна оцінка запасів, витрати на польоти і видобуток, і, звичайно, необхідний технологічний рівень. У найближчій перспективі ці завдання навряд чи можуть бути вирішені, тому до освоєння астероїдів людству поки дуже далеко.