Iz česa je narejen asteroid: opis, sestava in površina

Asteroidi so nesatelitska vesoljska telesa, katerih masa je premajhna, da bi takšno telo pod vplivom lastne gravitacije dobilo kroglasto obliko, značilno za pritlikavce ali navadne planete.

Pri preučevanju vsakega takega telesa je ena prvih nalog odgovoriti na vprašanje, iz česa je asteroid sestavljen, saj posebna sestava osvetljuje izvor telesa, ki je navsezadnje povezan z zgodovino celotnega osončja. S praktičnega vidika pa je zanimiva potencialna primernost asteroidnih teles za prihodnje izkoriščanje virov.

Kaj vemo o sestavi asteroidov?

Kemijo in mineralogijo asteroidov je mogoče z različno natančnostjo določiti na podlagi različnih neposrednih in posrednih raziskovalne metode:

1. Glede na lego njegove tirnice v sončnem sistemu lahko približno ocenimo sestavo objekta. Praviloma bolj ko je majhno kozmično telo oddaljeno od Sonca, več hlapnih snovi, zlasti vodnega ledu, je v njegovi sestavi....
2. Spektralne značilnosti asteroida imajo pomembno vlogo pri odločanju o tem vprašanju. Vendar nam analiza odbitega spektra ne pove z gotovostjo, katere snovi prevladujejo v določenem telesu.
3. S preučevanjem meteoritov, delcev asteroidov, ki padejo na površje Zemlje, je mogoče natančno določiti njihovo mineralno in kemično sestavo. Žal izvor meteorita ni vedno znan.
4. Nazadnje, najpopolnejše podatke o sestavi asteroida lahko pridobimo z analizo njegovih kamnin s pomočjo medplanetarnega avtonomnega vozila. Do zdaj je bilo s to metodo proučenih več predmetov.

Razvrstitev asteroidov

Glede na sestavo se asteroidi delijo na tri glavne vrste:

• C - karbonatni. Večina znanih kamnitih teles spada v to kategorijo, saj predstavljajo 75 % vseh asteroidov.
• S je kamnit ali silikatni. V to skupino spada približno 17 % doslej odkritih asteroidov.
• M - kovinski (železo-nikelj).

Tri glavne kategorije vključujejo predmete različnih spektralnih razredov. Poleg tega obstaja več skupin redkih asteroidov, ki se razlikujejo po nekaterih značilnostih spektra.

Tukaj navedena klasifikacija postaja vedno bolj zapletena in podrobna. Na splošno samo spektralni podatki seveda ne zadostujejo za ugotovitev, iz česa so sestavljeni asteroidi. Opis kompozicije je izjemno zapletena naloga. Čeprav razlike v spektrih vsekakor kažejo na razlike v materialu površine, ni gotovo, da je sestava predmetov istega razreda enaka.

Objekte v bližini Zemlje

Asteroidi v bližini Zemlje ali blizu Zemlje so tisti, katerih perihelijska tirnica je manjša od 1,3 astronomske enote. Za raziskovanje nekaterih od njih so bile poslane posebne vesoljske misije.

• Eros je razmeroma veliko telo z dimenzijami približno 34×11×11 km in maso 6,7×10¹² t, ki spada v razred S. Ta kamniti asteroid je leta 2000 preučevala sonda NEAR Shoemaker. Poleg silikatnih kamnin vsebuje približno 3 % kovin. Večinoma železo, magnezij, aluminij, vendar so tu tudi redke kovine: cink, srebro, zlato in platina.
• Tudi Itokawa je asteroid razreda S. Je majhen, 535 × 294 × 209 m, njegova masa je 3,5 × 10⁷ т. Prah s površine Itokave je leta 2010 na Zemljo prenesla kapsula sonde Hayabusa, ki se je vrnila na Zemljo. Prašni delci vsebujejo minerale iz skupin olivina, piroksena in plagioklaza. Prst Itokawa ima visok odstotek železa v silikatih in nizko vsebnost prostih kovin. Znano je, da je bil asteroid podvržen termičnemu in udarnemu metamorfizmu.
• Vesoljsko plovilo Hayabusa-2 preučuje Ryugu, asteroid razreda C. Sestava takšnih teles naj bi bila praktično nespremenjena od nastanka sončnega sistema, zato je raziskava Ryuguja izredno zanimiva. Do konca leta 2020 bodo dostavljeni vzorci za podrobnejšo raziskavo sestave asteroida.
• Bennu je še eno telo v asteroidnem pasu, ki je trenutno v središču pozornosti misije OSIRIS-Rex. Ta posebni ogljikov asteroid razreda B velja tudi za vir pomembnih spoznanj o zgodovini sončnega sistema. Tla Bennuja naj bi leta 2023 prispela na Zemljo za podrobno študijo.

Iz česa je sestavljen asteroidni pas?

Območje med orbitama Marsa in Jupitra, ki vsebuje velike koncentracije med najrazličnejšimi v Glede na sestavo, izvor in velikost se asteroidni pas imenuje glavni pas. Poleg vseh vrst asteroidov vključuje tudi telesa kometov in en pritlikavi planet, Ceres (ki je bil prej obravnavan kot asteroid).

Misija Dawn je doslej podrobno preučila eno največjih teles v pasu, Vesto. Verjetno gre za protoplanet, ki se je ohranil iz časa nastanka sončnega sistema. Vesta ima kompleksno zgradbo (jedro, plašč in skorjo) in bogato mineralno sestavo. Spada v poseben spektralni razred V, večinoma silikatne asteroide z visoko vsebnostjo piroksena, bogatega z magnezijem. Študija meteoritov z Veste pomaga razjasniti naše znanje o tem, iz česa je zgrajen asteroid Vesta.

Na splošno je asteroidni pas zbirka teles, ki kažejo stanje snovi v sončnem sistemu na različnih stopnjah njegovega nastanka. Karbonski asteroidi, kot je Matilda, so najstarejša telesa. Silikati imajo morda drugačno zgodovino, vendar je njihov material že doživel določeno metamorfozo kot del velikih ali majhnih predmetov. Kovinski asteroidi, kot sta Psiha in Kleopatra, so očitno delci jeder protoplanetov, ki so že nastali.

Asteroidi daleč od Sonca

Druga obsežna skupina majhnih teles je Kuiperjev pas, ki se nahaja za Neptunovo orbito. Je veliko obsežnejši in obsežnejši od glavnega pasu. Glavna razlika med njimi je v tem, kaj sestavlja asteroide iz Kuiperjevega pasu. Vsebujejo veliko več hlapljivih sestavin, kot so vodni led, zamrznjen dušik, metan in drugi plini, pa tudi organske snovi. Ta telesa so še bližje sestavi protoplanetarnega oblaka. Po svojih lastnostih so že zelo podobni kometom.

Med telesi Kuiperjevega pasu in asteroidi glavnega pasu se kentavri gibljejo po nestabilnih trajektorijah med orbitama Jupitra in Neptuna. Njihova sestava je prehodna.

O možnostih raziskovanja

Asteroidi že dolgo vzbujajo pozornost kot potencialni vir redkih in plemenitih kovin: osmija, paladija, iridija, platine, zlata, pa tudi molibdena, titana, kobalta in drugih. Pridobivanje teh elementov iz asteroidov temelji na dejstvu, da je zemeljska skorja zaradi gravitacijske diferenciacije revna s težkimi elementi. Domnevajo, da so M-steroidi zaradi istega procesa poleg železa in niklja bogati tudi z omenjenimi kovinami. Poleg tega imajo nediferencirani asteroidi C dokaj enakomerno porazdelitev elementov.

Na podlagi teh premislekov so podjetja, ki so izrazila željo po rudarjenju na asteroidih, redno spodbujala zanimanje za to temo. Julija 2015 so na primer mediji poročali o skorajšnjem preletu asteroida 2011 UW, ki vsebuje platino₁₅₈. Njegovi viri so bili ocenjeni na več kot pet bilijonov dolarjev, vendar se je izkazalo, da gre za močno pretiravanje.

Kljub temu so na asteroidih dragocene surovine. Vprašanje izvedljivosti pa je povezano z vprašanji, kot so zanesljiva ocena zalog, stroški letov in rudarjenja ter seveda zahtevana tehnološka raven. Teh izzivov v bližnji prihodnosti verjetno ne bo mogoče rešiti, zato je raziskovanje asteroidov še daleč.