Спор между сторонниками и противниками пятой планеты продолжается уже не одно десятилетие. В 70-80-х годах восемнадцатого столетия немецкие астрономы Тициус и Боде эмпирически определили правило межпланетных расстояний. Вильям Гершель открыл планету Уран. Ее расположение в Солнечной системе подтверждало открытое правило. Однако расстояние между Марсом и Юпитером указывало, что между этими планетами должна находится еще одна планета. И вот 1 января 1901 года итальянец Джузеппе Пиацци заметил в телескоп слабую звездочку, не отмеченную в каталогах. Она двигалась против вращения звездного неба, как и все планеты. Орбиту обнаруженной планеты определил математик Карл Гаусс. Оказалось, что эта орбита лежит между Марсом и Юпитером. Однако поймать планету в телескоп больше не удалось. Планету назвали Церера. Через год астроном Генрих Ольберс обнаружил Цереру. Пару месяцев спустя он открыл еще одну планету с близкой орбитой – Палладу. Затем в течение 80 лет между Марсом и Юпитером было обнаружено около 200 планет. В наше время их число перевалило за четыре тысячи. Эти небесные тела получили название малых планет – астероидов. Ольберс считал их осколками некогда существовавшей пятой планеты. Ее назвали Фаэтон. Его гипотеза оказалась настолько правдоподобной, что существование Фаэтона было общепризнанным до 1944 года, до появления космогонической теории О.Ю. Шмидта об образовании планет из метеоритного облака, захваченного Солнцем, пролетавшем через него. Согласно теории Шмидта – астероиды не обломки Фаэтона, а материал некой не образовавшейся планеты. Между Марсом и Юпитером астрономы наблюдают только наиболее крупные из астероидов. Мелкие же под воздействием гравитационных сил планет, а также в результате столкновений уходят из этого района. Их количество исчисляется миллиардами. Часть из них достигает Земли. Изучение упавших метеоритов стало единственным способом выяснить – существовала ли планета Фаэтон. И вот недавно гипотеза о Фаэтоне получила сенсационное подтверждение. С помощью электронных микроскопов палеонтологи обнаружили в каменных метеоритах окаменевшие бактерии, подобные на земные! Они похожи на наши цианобактерии, которые живут в горных породах и горячих источниках, питаются за счет химических реакций и не нуждаются ни в кислороде, ни в солнечном свете. Иными словами, метеоритное вещество было образовано на достаточно крупном небесном теле и на нем была жизнь. Таким образом, существование Фаэтона можно считать доказанным. Подсчеты массы астероидов показывают, что Фаэтон по размеру был близок к Марсу. Так почему же пятая планета погибла? Найти ответ на этот вопрос, как это ни удивительно, помогла Луна. Ее поверхность до сих пор хранит следы катастрофы. Считалось, что кратеры Луны, Меркурия, Марса, Венеры – это следы столкновений допланетной материи с растущими планетами. Однако анализ лунного грунта, доставленного советским аппаратом «Луна – 10″, привел к неожиданным результатам. Оказалось, что Луна сформировалась за полмиллиарда лет до начала бомбардировки – «лунного катаклизма». Очевидно, что катаклизм должен был иметь какую-то причину, и этой причиной могло стать разрушение Фаэтона. Итак, четыре миллиарда лет назад множество разных по размеру обломков заполнили Солнечную систему. Уходя с орбиты между Марсом и Юпитером они сталкивались с планетами оставляя на их поверхности чудовищные кратеры, размерами порой в сотни километров. До сих пор у ученых нет единого мнения по поводу причин гибели пятой планеты. Одни считают: Фаэтон разорвала центробежная сила из-за слишком быстрого суточного вращения, другие видят причину катастрофы в столкновении с собственным спутником или опасном сближении с Юпитером. Впрочем, возможно часть Фаэтона уцелела и превратилась в один из астероидов. Скорее всего, это Церера, наибольшая из малых планет. Ее поперечник 1003 км. И прав был Пиацци, считавший, что открыл пятую планету. Итак, между орбитами Марс и Юпитера находится масса небольших тел, обращающихся вокруг Солнца на том расстоянии, на котором должна была бы находиться большая планета, согласно правилу Тициуса-Боде. Известный астроном и врач Генрих Ольберс, открывший Палладу и Весту, предположил, что на месте теперешних астероидов некогда находилась планета. От чудовищного удара извне или от внутреннего удара планета взорвалась(!), оставив после себя наследие в виде астероидов. Эту гипотетическую планету, в последствии назвали ФАЭТОН, в честь сына бога Солнца Гелиоса. Согласно греческой мифологии Фаэтон, похитил у отца (Гелиоса) его огненную колесницу и поехал кататься по небу, но погиб, разбившись вместе с колесницей. Это были первые признаки пресловутой АСТЕРОИДНОЙ ОПАСНОСТИ для Земли. Раз Фаэтон погиб от взрыва упавшего тела, то и Землю может постичь такая же участь? Однако, в 50-х годах 20 века против трогательной гипотезы Ольберса о Фаэтоне появились первые, но убедительные возражения, основанные на данных о метеоритах. Из анализов состава метеоритов следовало, что они неоднородны по химическому составу и никак не могут быть продуктами разрушения большой планеты, подобной Земле иди Марсу, поскольку тогда они ни за что не смогли бы сохранить свою кристаллическую структуру. В недрах массивной планеты такая структура неминуемо была бы разрушена. Более детальные исследования доказали, что метеоритное вещество могло формироваться и прийти к сегодняшнему состоянию только в небесных телах астероидных масс и размеров. Последний аргумент в пользу существования Фаэтона прозвучал в 70-х годах прошлого века. Для этого была вычислена его гипотетическая масса и показано, что разрушение произошло около 16 миллионов лет назад. Однако, оказалось, что энергия для разрушения Фаэтона в тысячи и десятки тысяч раз слабее необходимой. Оставалось объяснить разрушение планеты гравитационным влиянием Юпитера. Оказалось, что тесное сближение с этим гигантом могло бы привести к разрушению Фаэтона! Но… Как всегда, но! Если бы такое сближение произошло, то оно было бы губительным для Фаэтона, но и сам Юпитера сильно бы пострадал. Система его галилеевых спутников была бы изменена возмущениями до такой степени, что на ее восстановление даже гигант Юпитер затратил бы 2 миллиарда лет! Но, как сказано выше, катастрофа произошла не более 16 миллионов лет назад. И еще аргумент не в пользу Фаэтона. Падения крупных осколков астероидов на Землю завершаются образованием кратеров на ее поверхности. Наша планета хранит на своем теле немало гигантских космических ран, называемых астроблемами. На территории России крупнейшая астроблема обнаружена недалеко от устья реки Попигай на севере Сибири. Исследования показали (вот оно, начинается самое интересное!), что астроблема возникла при падении астероида диаметром НЕСКОЛЬКО КИЛОМЕТРОВ(!) 30 МИЛЛИОНОВ лет назад. При этом образовался кратер чудовищных размеров – поперечник его составлял около 100 КИЛОМЕТРОВ! Возраст известных астроблем достигает 700 миллионов лет! Следует отметить, что 65 миллионов лет назад на Земле произошло вымирание динозавров и других представители тогдашней фауны. Эпоха вымирания продолжительностью всего около 200 лет уничтожающим смерчем пронеслась по временной шкале нашей планеты. Осадочные породы океанических отложений, сформировавшихся в то время, дают нам документальные подтверждения скоротечности драматизма смертоносного события. На основании их детальных исследований предполагается, что астероид поперечником около 10 километров врезался в Землю, и в результате чудовищного взрыва в атмосферу поднялись тысячи кубических километров образовавшейся пыли. Эта страшная туча на несколько лет преградила доступ солнечным лучам, и в результате наступившей вселенской тьмы на Земле прервался процесс живительного фотосинтеза. Наступил мировой голод. Практически все позвоночные массивнее 20-30 килограммов погибли голодной смертью. Понятно, что и эта версия опровергает гипотезу о Фаэтоне. Если Фаэтон взорвался 16 миллионов лет назад, то откуда же взялся астероид, упавший на Землю 65 миллионов лет назад? Так откуда же взялись астероиды. Современная модель происхождения Солнечной системы предполагает одновременное образование Солнца и планет (в том числе и астероидов) из огромной массы газа, состоящего преимущественно из водорода. Ее называют солнечной туманностью. Под действием гравитационных сил газовая туманность сжималась таким образом, что центральная область становилась наиболее плотной. В центре возникло Солнце, став главным объектом всего облака. Воздействие гравитационных сил и солнечного излучения разрушило первоначальную структуру облака. В нем появились разрежения и сгущения (протопланеты), захватывающие все попадающееся на их пути вещество. Именно из наиболее массивных протопланет образовались планеты. При этом на Солнце начались ядерные реакции, превращающие водород в гелий. Таким образом, около 5 миллиардов лет назад Солнечная система сформировалась такой, какую мы с вами сейчас наблюдаем. Астероиды – остатки промежуточных тел, из которых создавались планеты, сохранились до нашего времени. Они так и не сумели сформироваться в планету из-за близости массивного Юпитера. Планета-гигант своим воздействием увеличивала относительные скорости астероидов и довела этот процесс до такого состояния, что кинетическая энергия астероидов превысила гравитационную, а в таких условиях они уже не могли соединяться и формироваться в единое тело при встрече. Скорее наоборот, столкновение приводило к взаимному дроблению, а не объединению. Увы, гипотеза о Фаэтоне не получила подтверждения. Достаточно весомые аргументы, приведенные выше, не должны оставлять у уважаемых пользователей никаких сомнений.
Впервые исчезнувшая планета Фаэтон упоминается в записках Иоганна Кеплера. Свои мысли по этому поводу он изложил еще в 1596 г. Выясняя, где находится планета Фаэтон , он заинтересовался "пустым местом" между Марсом и Юпитером. Впоследствии многие ученые проводили расчеты, исследования, выдвигали гипотезы по поводу судьбы этого небесного тела. Рассмотрим далее некоторые теории, связанные с существованием и гибелью планеты Фаэтон.
Правило Тициуса-Боде
Оно было установлено в 1766 г. Немецкий астроном И. Тициус искал гармонию расположения планет. В ходе исследований им была выведена числовая закономерность расстояний небесных тел от Солнца. Правило выглядит так: Rcp = 0,4 + (0,3 х 2n) астрономических единиц. Одна а. е. равна 150 млн км. Для меркурия n= (-1), для Венеры - 0, а для Земли - 1. Согласно расчетам, между Марсом и Юпитером должно было существовать еще одно тело №5. В 1781 г. У. Гершель (английский астроном) открыл Уран. При этом его расстояние от Солнца незначительно отличалось от показателя, предсказанного формулой Тициуса-Боде. Данное обстоятельство существенно повысило доверие исследователей 18 столетия к закономерности об астрономических единицах. В результате в 1796 г. на конгрессе в Готе ученые приняли решение начать поиск исчезнувшей планеты.
Древние шумеры
Как известно, это самая продвинутая цивилизация раннего этапа развития Земли. Ученые предполагают, что древние шумеры знали о существовании Урана (Ану), Нептуна (Эа), а также Плутона (Тага). На это указывают расшифрованные современными специалистами тексты глиняных табличек, созданных 6 тысяч лет назад. В шумерских записях упоминается и Фаэтон - планета Солнечной системы Тиамат, расположенной между орбитами Юпитера и Марса. Как свидетельствуют тексты табличек, это небесное тело было разрушено в ходе космической катастрофы.
Открытие
Планета Фаэтон , точнее, остатки небесного тела, впервые была обнаружена в 1801 г. в г. Палермо Д. Пиацци. В процессе составления звездной карты в районе созвездия Тельца его заинтересовала точка, не отмеченная в каталогах. Ее движение было направлено в обратную сторону относительно вращения неба, как и прочие тела системы. К. Гаусс вычислил орбиту открытой планеты. Расчеты показали, что она располагалась между Юпитером и Марсом точно на расстоянии, выведенном по формуле Тициуса-Боде. Небесное тело назвали Церерой. Спустя время было открыто несколько новых планет. Так, в 1802 г. Ольберс обнаружил Палладу, в 1807 г. - Весту, в 1804 г. Гардинг установил расположение Юноны. Все эти тела перемещались примерно на том же расстоянии от Солнца, что и Церера (порядка 240 млн км). Эти данные позволили Ольберсу в 1804 г. выдвинуть предположение, что эти малые планеты являются элементами одной большой, разорванной на куски. Располагалась она на расстоянии 2,8 а. е. от Солнца. Этой планете дали название Фаэтон.
Астероиды
К 1891 году было открыто 320 малых тел. Исследуя пространство между Юпитером и Марсом, ученые пришли к выводу, что в этом месте системы вращается огромное скопление астероидов. Они все являются остатками одного крупного небесного тела. Стоит сказать, что и сегодня периодически открываются новые астероиды. К настоящему времени обнаружено порядка 40 тысяч малых тел. Более чем для 3,5 тыс. из них рассчитаны орбиты. Ученые предполагают, что общее количество астероидов, диаметр которых больше 1,5 км, может быть более 500 тысяч. Между Юпитером и Марсом астрономы обнаруживают только крупные тела. Мелкие под влиянием гравитационных сил рядом расположенных планет и в результате столкновений выходят из района наблюдения. Общее их число исчисляется миллиардами. Некоторые из астероидов достигают Земли.
Размеры
Масса известных астероидов составляет 1/700-1/1000 от веса Земли. В поясе между Юпитером и Марсом может располагаться несколько миллиардов еще неоткрытых тел. При этом их размер варьируется от десятков километров до пылинок. Примерно такое же число астероидов вышло из пояса, по мнению ученых. Расчеты, выполненные Зигелем с использованием параметров гипотетической плотности и массы астероидного вещества, показали, что планета Фаэтон могла иметь диаметр 6880 км. Эта величина чуть больше, чем у Марса. Близкие цифры присутствуют и в работах некоторых зарубежных и отечественных исследователей. Есть предположения, что планета Фаэтон по своим размерам сопоставима с Луной. В этом случае ее диаметр порядка 3500 км.
Гибель планеты Фаэтон
По поводу времени разрушения небесного тела нет единого мнения. Ученые приводят разные даты, среди которых 3,7-3,8 млрд, 110, 65, 16 млн, 25 и 12 тыс. лет. Каждая из указанных дат связана с определенными катастрофами, имевшими место в геологической истории. Из вероятных моментов разрушения планеты ученые исключают 25 и 12 тысяч лет. Объясняется это тем, что на изображениях астероида Эрос, которые были получены зондом "НИАР Шумейкер", четко просматривается слой реголита. Практически повсеместно им перекрываются коренные породы. На дне кратеров реголит достигает большой мощности. Принимая во внимание очень медленную скорость образования слоя, можно заключить, что возраст астероидов не может быть меньше нескольких миллионов лет. Маловероятной считается дата 3,7-3,8 млрд лет. Это объясняется тем, что для такого возраста слишком велика доля углистых образований в астероидном поясе. Даты 110 и 65 млн лет связаны с периодом великих катастроф на Земле. Последняя цифра, в частности, относится к гибели динозавров. Эти даты обоснованы только тем, что якобы позволяют описать происхождение астероидов, столкнувшихся с Землей в давние времена. Между тем, многие ученые сходятся во мнении, что, вероятнее всего, планета Фаэтон была разрушена 16 млн лет назад.
Научное обоснование
В одной из своих статей А. В. Колтыпин говорит об обнаруженном в 2000 г. метеорите Ямато. Он был найден в горах Антарктиды. Возраст поверхностных слоев метеорита составляет 16 млн лет. В них обнаруживаются следы мощного динамического стресса. Анализируя газовый состав включений и атмосферы Марса, ученые отнесли Ямато к одному из 20 марсианских метеоритов. Основываясь на этих данных, Колтыпин предположил, что на Красной планете катастрофа могла возникнуть 16 млн лет назад. Если допустить, что атмосфера Марса была аналогична оболочке, которую имел Фаэтон, планета Солнечной системы , как полагает Колтыпин, взорвалась, а осколки начали атаковать ближайшее небесное тело. Им, соответственно, стал Марс. Эта атака и привела к гибели жизни на нем. Этот вывод можно сделать, только если считать, что Ямото - осколок Фаэтона, а не марсианский метеорит.
Теории существования
Прежде чем говорить о причинах, по которым разрушилась планета Фаэтон (фото катастрофы смоделированы сегодня в разных вариантах), следует понять, действительно ли она была. Как выше было сказано, о небесном теле упоминают шумеры. Из их записей следует, что в системе существует планета Тиамат. Это тело раскололось на 2 части в результате страшной космической катастрофы. Один осколок переместился на другую орбиту, став Землей (по другой версии - Луной). Вторая часть продолжала разрушаться и сформировала астероидный пояс между Юпитером и Марсом. Стоит сказать, что Фаэтон признавали с конца 18 столетия вплоть до 1944 г. - до появления гипотезы Шмидта о формировании тел из захваченного Солнцем метеоритного облака, пролетавшим сквозь него. В соответствии с этой теорией, астероиды являются не обломками, а материалом необразовавшегося объекта. Между тем, ряд учетных полагает, что данная гипотеза в большей степени имеет историческую, нежели научную ценность. Вполне вероятно, эта концепция, как и ряд других аналогичных теорий, легла в основу фантастических художественных произведений. Например, может быть упомянута известна книга советского писателя про планету Фаэтон (А. Казанцев "Фаэты"). В ней автор рассказывает о разрушении небесного тела. Кратко, книга про планету Фаэтон повествует о ядерном взрыве. Уцелевшие обитатели небесного тела расселяются по космосу. Через миллион лет на Земле встречаются их потомки. Спустя несколько тысячелетий космическая экспедиция обнаруживает угасающую цивилизацию, родиной которой была планета Фаэтон. Книга заканчивается тем, что земляне переустраивают Марс для жизни ее представителей.
Причины разрушения
По поводу обстоятельств гибели планеты выдвигается множество гипотез. Мнения высказываются и учеными, и фантастами. Среди всех вариантов можно выделить три основных. Одной из причин считается гравитационное влияние Юпитера при опасном сближении Фаэтона к нему. Вторая гипотеза предполагает взрыв тела в результате собственной внутренней активности. По третьей версии, Фаэтон столкнулся с другой планетой. Выдвигаются и другие версии разрушения. Например, некоторые авторы предполагают, что тело столкнулось с собственным спутником или объектом, состоявшим из антивещества.
Кинематограф
В настоящее время нет единого мнения о том, как разрушилась планета Фаэтон. Документальный фильм о катастрофе решали снять многие. В основе сюжетов использовались сведения, полученные в результате научных наблюдений. Наиболее правдоподобной версией разрушения считается столкновение с другим телом. Это могла быть большая комета или огромный астероид. Существование последних доказывается неоднократным столкновением с Землей в ранние геологические периоды, еще до того, как разрушилась планета Фаэтон. Фильм 1972 года режиссера В. Ливанова основан на мифе о существовании древней цивилизации, которую обнаружили земляне в ходе исследования астероидного пояса.
Наличие жизни
Некоторые авторы выдвигают гипотезу о техногенной катастрофе на планете. О наличии жизни свидетельствуют находки окаменевших бактерий в метеоритах. Они похожи на обитающие в горячих источниках и горных породах Земли цианобактерии. Вероятно, они появились в астероидном поясе. Наличие большого числа углистых астероидов, свидетельства о том, что некоторые из них образованы осадочными породами, позволяет сделать вывод, что накопление осадков на Фаэтоне могло идти в течение продолжительного времени. Это могли быть сотни миллионов или несколько миллиардов лет. Большая часть осадков на Земле накапливается в водоемах. Логично, что на Фаэтоне тоже существовали океаны и моря. Соответственно, могли развиваться и высокоорганизованные формы жизни. Доподлинно установить, были ли на планете Фаэтон разумные существа, сегодня не представляется возможным.
"Марсианская теория"
Во многих работах ученых обосновывается вероятность существования цивилизации на Марсе. Жители этой планеты вели жестокую борьбу друг с другом, защищались от астероидов разным оружием, ядерным в том числе. Авторы предполагают, что некоторые представители марсианской цивилизации до катастрофы либо непосредственно сразу после нее переселились на Землю. Это наводит исследователей на мысль, что они могли вести межпланетные войны с разумными представителями небесных тел, находящихся по соседству. Вероятно, объект, существовавший в пространстве между Юпитером и Марсом, был разрушен представителями последнего. Однако, как заключают авторы, атака на Фаэтон привела к более глобальной, чем ожидалось, катастрофе.
Потенциально опасные тела
В 1937 г. астероид Гермес прошел на расстоянии около 580 000 километров от Земли. В 1996 г. произошло еще одно опасное сближение. Теперь астероид несколько меньшего размера 1996 JA1 прошел в 450 тыс. км от планеты. Сегодня обнаружено 31 опасное тело с диаметром больше километра. Каждое из них имеет свое название. Размеры тел варьируются от 1 до 8 км. Пять таких объектов вращаются между Землей и Марсом, остальные - между Марсом и Юпитером. Ученые предполагают, что из 40 тысяч малых тел астероидного пояса, поперечник которых больше 1 км, до 2000 могут являться потенциально опасными. Их столкновения с Землей вполне вероятны, хотя и с довольно продолжительными временными интервалами. Исследователи считают, что раз в столетие одно из тел может пролетать рядом с Землей на расстоянии меньшем, чем до Луны. Раз в 250 лет объект может столкнуться с планетой. Удар тела, размером с Гермес, например, обеспечит выделение энергии равной 10 000 водородных бомб, мощностью 10 Мт каждая. При этом возникнет кратер с диаметром порядка 20 км. Удары тел большего размера, разумеется, приведут к более серьезным последствиям.
Однако ученые успокаивают человечество тем, что за новейшую историю такие случаи неизвестны и маловероятны в ближайшем будущем. В настоящее время исследование астероидов осуществляется NEOPO. Это специальное учреждение было создано в 1997 г. NASA. Оно занимается управлением программой околоземных объектов. Именно в нем среди малых тел были выделена группа элементов, орбиты которых пересекают земную. Это и указывает на вероятность потенциального столкновения объектов с нашей планетой. Тела этой группы получили название Apollo.
В данной статье рассматриваются объекты, относящиеся к главному поясу астероидов, описывается история его открытия, рассказывается, как он образовался, как астрономы исследуют эти небесные тела, чем привлекают землян далекие «холодные путешественники».
Содержание статьи:
Пояс астероидов - это кольцеобразное формирование, состоящее из тысячи малых планет, миллионов их осколков и песчаных зерен. В системе космических координат он располагается между орбитами Марса и Юпитера, на расстоянии 2-3 астрономических единиц. Вектор направления движения пояса вокруг центральной звезды совпадает с общим вектором перемещения планет нашей системы.
История открытия астероидов
С конца 18-го века, а точнее с 1789 года, учеными был начат поиск неизвестной до этого планеты. Она, в соответствии с правилом, предложенным германскими «звездочетами» Иоганном Тициусом и Иоганном Бодэ, должна предположительно располагаться на середине дистанции между Марсом и Юпитером и на расстоянии более четырехсот миллионов километров (2,8 а.е.) от Солнца.
Еще один немецкий ученый, К.Цах, совместно с коллегами организовал «Общество Лилиенталя», среди народа получившее название «Небесная полиция». Они взялись за скрупулёзное исследование небесных тел, с целью найти еще не открытую планету Фаэтон. Для этого они поделили небо на 24 равных участка, согласно количеству наблюдателей.
Но им не повезло. По воле случая их опередил Джузеппе Пиацци, астроном из Италии, обнаруживший в новогоднюю ночь 1801 года небольшой космический объект, медленно перемещающийся по скоплению звезд Тельца. Эта движущаяся «звезда» оказалась первым ставшим известным науке астероидом. По давней традиции, он был назван в честь божества из пантеона древних эллинов - богини плодородия Цереры.
В ближайшие последовавшие за открытием годы был обнаружен еще ряд планетоидов: Паллада, Юнона и Веста. Все эти небесные тела выглядели как точечный светящийся объект, на котором нельзя было рассмотреть деталей. Поэтому, по предложению В. Гершеля, их назвали астероидами (от древнегреческого «звездоподобный»). Еще одно их название, принятое в науке - «малые планеты».
Дальнейшие открытия новых объектов, по уже известному пути и предположительному местонахождению, посыпались одно за одним. Выяснилось, что космическое пространство между Марсом и Юпитером содержит большое количество небесных объектов. В начале 1850-х гг. Александр фон Гумбальт ввел понятие «пояс астероидов» в своей книге «Космос: план описания физического мира».
В 2016 году российские ученые спроектировали и построили мощный телескоп очень высокого уровня. Он предназначен для предупреждения астероидно-кометной угрозы. Его возможности фантастически: в считанные секунды умный телескоп может засечь астероид размером около 50 м на расстоянии 150 млн. км, что позволит предотвратить падение небесного объекта, дав фору землянам в несколько месяцев для принятия мер по спасению Земли.
Особенности формирования большого пояса астероидов
Долго считалось, что все астероиды между «красной планетой» и Юпитером - это осколки древней планеты Фаэтон. Беря за основу гипотезу Ольберса, она разлетелась на множество разных по размеру частей. После гибели Фаэтона его осколки продолжили движение по орбите разрушившейся планеты либо по причине столкновения с большим небесным телом, либо под действием сил гравитации Солнца и Юпитера.
Просуществовав долгое время, эта красивая теория была опровергнута современными учеными, доказавшими, что внутренний пояс астероидов - это обломки несформировавшейся планеты. В период зарождения Солнечной системы тела, состоящие из частиц протопланетного облака и выросшие до размеров в десятки и даже сотни километров, не могли дальше формироваться из-за влияния огромного Юпитера.
Его гравитация нарушала их упорядоченное круговое движение и сталкивала на больших скоростях, дробя на мелкие осколки. Поэтому даже такие крупные тела пояса астероидов, как Церера и Веста, не смогли стать полноценными планетами только из-за того, что не набрали достаточную для этого массу, навсегда застыв каменными глыбами, роящимися в глубинах космоса.
Астрофизик Иванов А.Г. предложил свою теорию о том, как возник пояс астероидов между Марсом и Юпитером, деля тела по происхождению:
- Первичные планетоиды . Формировались одновременно с планетами около 4,5 млрд. лет назад. После вспышки на Солнце часть протоновой оболочки разлетелась в космосе и послужила материалом для возникновения «звездоподобных» тел, богатых ураном, иридием, золотом, платиной. Метеориты, бывшие когда-то астероидами и упавшие на Землю, по мнению ученого, внесли большую лепту в геологическое разнообразие, доставив тяжелые металлы на нашу планету.
- Вторичные . Образовались при бомбардировке уже существующих малых планет другими объектами из космоса. Выбрасываемая при этом в пространство магма охлаждалась и образовывала новую космическую единицу. Эти тела в своём составе имеют кремний с примесью других средних металлов.
Сравнительно недавно американская научная лаборатория космического ведомства «NASA» сообщила, что у Земли появился новый спутник - астероид 2016 НО3. Он был открыт астрономом Полом Чодасом при помощи гавайского автоматического телескопа Pan-StaRRs. Но известно, что малая планета находится слишком далеко от Земли, чтобы называться ее полноправным спутником. Для таких астероидов у ученых есть особое понятие - квази-спутник. На 2016 г. НО3 находится около нашей планеты уже около ста лет и, очевидно, не собирается покидать свой пост еще несколько веков.
Характеристики малых планет
На начало 21-го века астрономам известно более 285 тысяч малых планет, находящихся в Большом поясе астероидов. Причем, огромное количество приходится на астероиды диаметром от 0,7 до 100 км.
Суммарная масса пояса астероидов в Солнечной системе не превышает 0,001 массы Земли, большая часть которой приходится на 4 объекта: Цереру (1,5 по массе), Палладу, Весту, Гигею. Объем занимаемого пространства, где располагается пояс астероидов, гораздо больше объёма Земли - приблизительно в 16 тысяч раз по кубическому километражу.
Как и следовало ожидать, такие небесные тела существуют без атмосферы. Исследования изменения регулярно чередовавшегося блеска доказали, что астероиды вращаются вокруг своей оси. Например, Паллада делает поворот на 360 градусов за 7 часов 54 минуты.
Сложившийся после просмотра блокбастеров стереотип, что пояс астероид практически невозможно преодолеть, разрушили астрофизики, предоставившие доказательства о неплотном сосредоточении данных небесных тел.
Разработанная ещё в советское время методика вычисления вида орбит, по которым метеороиды двигались в пространстве до падения на Землю, доказала, что метеориты прибыли из пояса астероидов. Таким образом, стало понятно, что они представляют собой кусочки астероидов, отколовшихся при столкновениях между собой.
Появилась возможность детально изучить химическую структуру столь далеких небесных объектов, не приближаясь к ним. Новых химических элементов, не открытых на Земле, ученые не выявили, в основном в их составе присутствовали железо, кремний, кислород, магний, никель.
К 2014 году во всем мире собрано более 3000 метеоритов размерами от нескольких грамм до десятка тонн. В Намибии в 1920 году был обнаружен самый крупный железный метеорит Гоба массой 60 т.
Основные разновидности астероидов
Ученые классифицируют объекты пояса астероидов по нескольким признакам. В основе таксонометрической классификации лежит широкополосной анализ спектра и альбедо. Согласно этой классификации, все планетоиды делятся на 3 группы и 14 типов:
- Первая группа . Также называется примитивной. Мало изменилась со времени формирования и поэтому богата углеродом и водой. В состав таких небесных тел входят серпинтины, хондриты и др. Они способны отражать до 5% солнечного света. К этой группе принадлежат Гигея, Паллада.
- Вторая промежуточная группа . Включает в себя кремнийсодержащие обломки, составляющие около 17% всех астероидов. В основном эта группа располагается в середине Главного пояса и отражает больше света, идущего от Солнца (примерно 10-25%).
- Третья высокотемпературная группа . В нее входят малые планеты, состоящие преимущественно из металлов. Они находятся на орбитах во внутреннем поясе.
Формы астероидов могут быть различными и зависят от их размера: крупные - обычно круглые, сферической формы; более мелкие, которые представляют собой бесформенные глыбы. Могут попадаться уникальные формы, как пример, гантелеобразные.
Отличаются астероиды между собой способностью образовывать так называемые семейства. В начале 20-го века стало известно о существовании группы планетоидов, плотно сгруппировавшейся около Эоса и двигающейся по одной орбите. На сегодняшний день эта популяция насчитывает 4400 космических объектов. Таких семейств в большом поясе, по разным подсчетам, - 75-100.
Есть астероиды, не любящие большие компании и отдающие предпочтение одиночеству.
Исследования астероида Веста
В 1981 году группа ученых, пребывающих в Антарктиде, обнаружила маленький осколок астероида, обладающий необычными магнитными свойствами. Проведя палеомагнитный анализ, астрономы оценили величину его первобытного поля. Далее следовало установить момент формирования минерала с помощью аргона.
Оказалось, что этот метеорит застыл на расплавленной поверхности Весты. Существование этого «космического гостя» подтвердило, что Веста больше схожа с обычными планетами, нежели с астероидами.
Веста - это третий по размеру астероид, уступающий только Церере и Палладе, а по массе эта малая планета оказывается второй. В диаметре она составляет всего 525 км. Получить достоверное изображение Весты удалось только в 1990 году при помощи новейшего телескопа «Хаббл».
Химический состав метеорита показал, что сразу после возникновения на Весте стало происходить разделение ее внутренней структуры на две основные части: ядро из железо-никелевого сплава и каменная (базальтовая) мантия.
Практически весь астероид покрыт значительными по размеру кратерами. Первый, Реясильвия, максимальный по размеру, достигает длины 505 км (общий диаметр Весты - 525 км) и назван в честь легендарной матери Рема и Ромула (основателей Рима).
Второй кратер напоминает снежную бабу, состоящую из трех кратеров, которые названы в честь жриц римской богини Весты: крупнейший - Марция (диаметр - 58 км), средний - Кальпурния (50 км); малый - Минуция (22 км).
В 2011 году НАСА запустили на орбиту малой планеты космический аппарат «DAWN», что в переводе означает «Рассвет». С помощью этого чуда техники ученым удалось раздобыть первые фотоснимки Весты, а также вычислить ее массу по гравитационному воздействию. 5 сентября 2012 года, завершив работу над изучением Весты, космический аппарат покинул ее орбиту и был отправлен на изучение крупнейшего астероида - Цереры.
Чем могут быть полезны астероиды
Всем известно, что запас полезных ископаемых на Земле не вечен. Именно поэтому многие ученые мира разрабатывают аппараты для добычи полезных ископаемых на астероидах.
На малых планетах можно найти практически все востребованные металлы: золото, никель, железо, молибден, рутений, марганец, многие редкоземельные элементы. Такой расклад значительно уменьшит потребление топлива при доставке руды на планету.
Существует три основных типа добычи ископаемых на планетоидах:
- Добыча металлов на астероиде и последующая переработка на ближайшей станции;
- Добыча ископаемых на малой планете и переработка там же;
- Перенесение астероида на безопасную орбиту между Луной и Землей.
Шагает в ногу со временем и правительство Люксембурга. В июне 2016 года на государственном уровне принято решение о добычи минералов и платиновых руд, находящихся на астероидах. Под этот масштабный проект выделяется кругленькая сумма в размере 200 млн. евро.
Смотрите видео о поясе астероидов:
Многие крупные коммерческие фирмы очень заинтересованы перспективами, которые сулит внеземная добыча полезных ископаемых, ведь только на Психее запасы железо-никелевых руд не исчерпаются несколько тысяч лет.
Пояс астероидов – область Солнечной системы, расположенная между орбитами Марса и Юпитера, являющаяся местом скопления множества объектов всевозможных размеров, преимущественно неправильной формы, называемых астероидами или малыми планетами.
Первые астероиды пояса были обнаружены астрономами еще в начале XIX века. Сегодня пояс астероидов известен астрономам как одно из крупнейших скоплений космических объектов, находящихся в Солнечной системе. Для многих ученых он представляет изрядный научный интерес.
Эту область также часто называют главным поясом астероидов или просто главным поясом, подчёркивая тем самым её отличие от других подобных областей скопления малых планет, таких как пояс Койпера за орбитой Нептуна, а также скопления объектов рассеянного диска и облака Оорта.
Общие сведения
Область пространства, располагающаяся от Солнца на расстоянии от 2,06 до 3,27 а. е., иногда называется ядром пояса астероидов и содержит до 93,4 % всех нумерованных астероидов.
На сегодняшний день пояс астероидов насчитывает свыше 300 000 именованных объектов. По состоянию на 6 сентября 2011 года количество именованных астероидов пояса достигло 285 075. Суммарная масса главного пояса равна примерно 4 % массы Луны, больше половины её сосредоточено в четырёх крупнейших объектах, которые названы в честь римских божеств: Церера (диаметр по экватору 950 км), Веста (диаметр – 529,2 км), Паллада (примерный диаметр – 532 км) и Гигея (диаметр 407,12 км). Церера – это самый большой объект пояса астероидов, ученые считают данное небесное тело карликовой планетой.
Астероиды движутся по орбитам вокруг Солнца в том же направлении, что и планеты, в зависимости от величины большой полуоси, их период обращения колеблется от 3,5 до 6 лет.
Температура на поверхности астероида зависит от расстояния до Солнца и величины его альбедо. Для частиц пыли на расстоянии 2,2 а. е. температурный диапазон начинается с 200 К (−73 °C) и ниже, а на расстоянии 3,2 а. е. уже со 165 К (−108 °C). Однако для астероидов это не совсем справедливо, поскольку из-за вращения температуры на его дневной и ночной сторонах могут существенно различаться.
Поверхность большинства астероидов диаметром более 100 м, вероятно, покрыта толстым слоем раздробленной породы и пыли, образовавшихся при падении метеоритов или собранных в процессе движения по орбите. Измерения периодов вращения астероидов вокруг своей оси показали, что существует верхний предел скоростей вращения для относительно крупных астероидов диаметром более 100 м, который составляет 2,2 часа.
На сегодняшний день известно, что почти каждый третий астероид входит в состав какого-либо семейства. Признаком принадлежности астероидов к одному семейству являются примерно одинаковые орбитальные параметры, такие как большая полуось, эксцентриситет и наклон орбиты, а также аналогичные спектральные особенности, последние указывают на общность происхождения астероидов семейства, образовавшихся в результате распада более крупного тела.
Меньшие ассоциации астероидов называются группами или кластерами.
Наряду с астероидами, в поясе существуют также шлейфы пыли, состоящие из микрочастиц радиусом в несколько сотен микрометров, которые образовались в результате столкновений между астероидами и их бомбардировки микрометеоритами. Эта пыль под действием солнечной радиации постепенно по спирали движется к Солнцу.
Сочетание астероидной пыли и пыли, выбрасываемой кометами, даёт явление зодиакального света. Это слабое свечение простирается в плоскости эклиптики в виде треугольника, и его можно увидеть в экваториальных районах вскоре после захода или незадолго перед восходом Солнца. Размеры частиц, которые его вызывают, в среднем колеблются в районе 40 мкм, а время их существования не превышает 700 тыс. лет. Наличие этих частиц свидетельствует о том, что процесс их образования происходит непрерывно.
В главном поясе, в зависимости от химического состава, выделено 3 основных спектральных класса астероидов: углеродные (класс C), силикатные (класс S) и металлические или железные (класс M). Все эти классы астероидов, особенно металлические, представляют интерес с точки зрения космической индустрии в целом и промышленного освоения астероидов в частности.
Хотя открытие и изучение пояса астероидов немыслимо без науки, история исследования этого астрономического чуда берет свое начало в древних мифах и легендах.
Мелкая пыль в поясе астероидов, возникшая в результате столкновений астероидов, создаёт явление, известное как зодиакальный свет.
Загадочный Фаэтон
Гипотеза о существовании Фаэтона часто используется в научной фантастике (особенно советской). Как правило, предполагается, что на Фаэтоне существовали разумные существа, которые своими действиями вызвали разрушение планеты. Легенда об этой планете ярко описана в книге Александра Казанцева «Фаэты». В этой книге поведана история, как алчные жители планеты Фаэтон – фаэты, загубили свою землю, взорвав ее, после чего она распалась на бессчетное количество маленьких кусочков. Считается, что именно из этих кусочков и образовался сегодняшний пояс астероидов. Похожая версия происхождения этого скопления небесных тел прослеживается и в древних шумерских мифах и легендах.
Эта версия лежит также в основе романа Михаила Чернолусского «Фаэтон», повестей Олеся Бердника «Катастрофа» и «Стрела времени» и Константина Брендючкова «Последний ангел», Николая Руденко «Сын Солнца - Фаэтон», в мультфильме о путешествии землян к поясу астероидов «Фаэтон - сын солнца», рассказа Георгия Шаха «Гибель Фаэтона».
Мифы и легенды – это, конечно, хорошо. Но, что же говорит о происхождении пояса астероидов наука?
В отличие от древних сказок, в научном сообществе принято считать, что пояс астероидов – это отнюдь не обломки взорвавшейся планеты, а скопление протопланетного вещества. Такая теория, скорее всего, верна, так как, последние данные показывают, что между Марсом и Юпитером планета попросту не могла образоваться. Причина этого – сильное гравитационное влияние Юпитера. Именно оно не дало протопланетному веществу (космической пыли, из которой создаются планеты) образоваться в полноценное небесное тело на таком далеком от Солнца расстоянии.
Исследования метеоритов, которые вышли из пояса астероидов и упали на Землю, показывают, что большинство из них относится к хондритам – метеоритам, в которых, в отличие от ахондритов, не происходила сепарация веществ, как обычно бывает в процессе формирования планет. Данные исследования лишний раз подтверждают вышеизложенную гипотезу, которая опираясь на реальные научные данные, выглядит гораздо убедительнее той версии, которую нам предлагают шумерские мифы.
Сегодня, ученым отлично известно, что пояс астероидов – отнюдь не сказочная, расколовшаяся планета, а остатки протопланетного вещества, которое появилось еще во времена зарождения Солнечной системы. Однако мифы и предания о легендарном Фаэтоне до сих пор живы и заставляют многих людей по всему миру проявлять интерес к такому астрономическому явлению, как пояс астероидов.
Открытие пояса астероидов
Своеобразной предысторией начала изучения пояса астероидов можно считать открытие зависимости, приблизительно описывающей расстояния планет от Солнца, получившей название правила Тициуса - Боде.
Впервые оно было сформулировано и опубликовано немецким физиком и математиком Иоганном Тициусом ещё в 1766 году, но несмотря на то, что ему, с указанными оговорками, удовлетворяли все шесть известных на то время планет (от Меркурия до Сатурна), правило долго не привлекало внимания. Так продолжалось до тех пор, пока в 1781 году не был открыт Уран, большая полуось орбиты которого точно соответствовала предсказанной данной формулой. После этого Иоганн Элерт Боде высказал предположение о возможности существования пятой от Солнца планеты между орбитами Марса и Юпитера, которая, согласно данному правилу, должна была находиться на расстоянии 2,8 а. е. и при этом до сих пор не была обнаружена. Открытие Цереры в январе 1801 года, причём именно на указанном расстоянии от Солнца, привело к усилению доверия к правилу Тициуса - Боде среди астрономов, которое сохранялось вплоть до открытия Нептуна, который выпадает из этого правила.
Астероид Веста
Церера, снимок межпланетного зонда Dawn
Ида и ее спутник Дактиль. Размер Иды 58 × 23 км, Дактиля - 1,5 км, расстояние между ними 85 км
1 января 1801 года итальянский астроном Джузеппе Пиацци, наблюдая за звездным небом, открыл первый объект пояса астероидов – карликовую планету Цецера. Затем в 1802 году был открыт еще один крупный объект – астероид Паллада. Оба этих космических тела двигались примерно на одинаковой орбите от Солнца – 2,8 астрономических единицы. После открытия в 1804 году Юноны и в 1807 Весты – крупных небесных тел, двигавшихся по той же самой орбите, что и предыдущие, открытия новых объектов в этой области космоса прекратились до 1891 года. В 1891 году немецкий ученый Макс Вольф, используя метод астрофотографии, в одиночку обнаружил между Марсом и Юпитером 248 мелких астероидов. После чего, открытия новых объектов в этой области неба посыпались одно за другим.
Полёт космического аппарата Dawn к Весте (слева) и Церере (справа)
Пояс астероидов вызывал интерес ученых не только в течение прошлых столетий, но и в последние годы. Первым серьезным достижением современных технологий в области изучения этого скопления небесных объектов был полет космического аппарата «Пионер-10», который был создан для изучения Юпитера и долетел до области главного пояса 16 июля 1972 года. Этот аппарат первым прошел сквозь пояс астероидов. С тех пор сквозь пояс пролетело еще 9 космических аппаратов. Ни один из них во время путешествия не пострадал от столкновения с астероидом.
Аппараты «Пионер-11», «Вояджер-1» и «Вояджер-2», а также зонд «Улисс» пролетали через пояс без запланированных или случайных сближений с астероидами. Аппарат «Галилео» стал первым космическим аппаратом, который сделал снимки астероидов. Первыми сфотографированными объектами стали астероид (951) Гаспра в 1991 году и астероид (243) Ида в 1993 году. После этого в НАСА была принята программа, согласно которой любой аппарат, пролетающий через пояс астероидов, должен, по возможности, пролететь мимо какого-либо астероида. В последующие годы космическими зондами и аппаратами были получены изображения ряда мелких объектов, таких как (253) Матильда в 1997 году с аппарата NEAR Shoemaker, (2685) Мазурский в 2000 году с «Кассини», (5535) Аннафранк в 2002 году со «Стардаст», (132524) APL в 2006 с зонда «Новые горизонты», (2867) Штейнс в 2008 году и (21) Лютеция в 2010 году с «Розетты».
Большинство изображений астероидов главного пояса, переданных космическими аппаратами, получены в результате краткого пролёта зондов вблизи астероидов на пути к основной цели миссии - для подробного изучения астероидов отправляли только два аппарата: NEAR Shoemaker, который исследовал (433) Эрос и Матильду, а также «Хаябуса», главной целью которого было изучение (25143) Итокава. Аппарат в течение длительного времени изучал поверхность астероида и даже, впервые в истории, доставил частицы грунта с его поверхности.
27 сентября 2007 года к крупнейшим астероидам Весте и Церере была отправлена автоматическая межпланетная станция Dawn. Аппарат достиг Весты 16 июля 2011 года и вышел на её орбиту. После изучения астероида в течение полугода он направился к Церере, которой достиг в 2015 году. Изначально предполагалось расширение его миссии для исследования Паллады.
Составное изображение северной полярной области астероида Эрос
Изображение астероида (253) Матильда
Состав
Углеродистые астероиды класса C, названные так из-за большого процента простейших углеродных соединений в их составе, являются наиболее распространёнными объектами в главном поясе, на них приходится 75 % всех астероидов, особенно большая их концентрация характерна для внешних областей пояса. Эти астероиды имеют слегка красноватый оттенок и очень низкое альбедо (между 0,03 и 0,0938). Поскольку они отражают очень мало солнечного света, их трудно обнаружить. Вполне вероятно, что в поясе астероидов находится ещё немало относительно крупных астероидов, принадлежащих к этому классу, но до сих пор не найденных из-за малой яркости. Зато эти астероиды довольно сильно излучают в инфракрасном диапазоне из-за наличия в их составе воды. В целом их спектры соответствуют спектру вещества, из которого формировалась Солнечная система, за исключением летучих элементов. По составу они очень близки к углеродистым хондритным метеоритам, которые нередко находят на Земле. Крупнейшим представителем этого класса является астероид (10) Гигея.
Вторым по распространённости спектральным классом среди астероидов главного пояса является класс S, который объединяет силикатные астероиды внутренней части пояса, располагающиеся до расстояния 2,5 а. е. от Солнца. Спектральный анализ этих астероидов выявил наличие в их поверхности различных силикатов и некоторых металлов (железо и магний), но практически полное отсутствие каких-либо углеродных соединений. Это указывает на то, что породы за время существования этих астероидов претерпели значительные изменения, возможно, в связи с частичным плавлением и дифференциацией. Они имеют довольно высокое альбедо (между 0,10 и 0,2238) и составляют 17 % от всех астероидов. Астероид (3) Юнона является самым крупным представителем этого класса.
Металлические астероиды класса M, богатые никелем и железом, составляют 10 % от всех астероидов пояса и имеют умеренно большое альбедо (между 0,1 и 0,1838). Они расположены преимущественно в центральных областях пояса на расстоянии 2,7 а. е. от Солнца и могут быть фрагментами металлических ядер крупных планетезималей (небесное тело, образующееся в результате постепенного приращения более мелких тел, состоящих из частиц пыли протопланетного диска; непрерывно притягивая к себе новый материал и накапливая массу, планетезимали формируют более крупное тело), вроде Цереры, существовавших на заре формирования Солнечной системы и разрушенных при взаимных столкновениях. Однако в случае с металлическими астероидами не всё так просто. В ходе исследований обнаружено несколько тел, вроде астероида (22) Каллиопа, спектр которых близок спектру астероидов класса M, но при этом они имеют крайне низкую для металлических астероидов плотность. Химический состав подобных астероидов на сегодняшний день практически неизвестен, и вполне возможно, что по составу они близки к астероидам класса C или S.
Одной из загадок астероидного пояса являются относительно редкие базальтовые астероиды класса V. До 2001 года считалось, что большинство базальтовых объектов в поясе астероидов являются фрагментами коры Весты (отсюда и название класс V), однако подробное изучение астероида (1459) Магния позволило выявить определённые различия в химическом составе открытых ранее базальтовых астероидов, что предполагает их отдельное происхождение.
Прослеживается довольно чёткая зависимость между составом астероида и его расстоянием от Солнца. Как правило, каменные астероиды, состоящие из безводных силикатов, расположены ближе к Солнцу, чем углеродные глинистые астероиды, в которых часто обнаруживают следы воды, в основном в связанном состоянии, но возможно, и в виде обычного водяного льда. Во внутренних областях пояса влияние солнечной радиации было более значительно, что привело к выдуванию лёгких элементов, в частности, воды, на периферию. В результате вода сконденсировалась на астероидах внешней части пояса, а во внутренних областях, где астероиды прогреваются достаточно хорошо, её практически не осталось.
Астероид Гаспра, и спутники Марса Фобос и Деймос
Космический аппарат Dawn и Церера
Белые пятна в кратерах Цереры
Астероиды как источники ресурсов
Постоянный рост потребления ресурсов промышленностью приводит к истощению их запасов на Земле, по некоторым оценкам, запасы таких ключевых для промышленности элементов, как сурьма, цинк, олово, серебро, свинец, индий, золото и медь, могут быть исчерпаны уже через 50-60 лет, и необходимость искать новые источники сырья станет особенно очевидной.
С точки зрения промышленного освоения астероиды являются одними из самых доступных тел в Солнечной системе. Ввиду малой гравитации посадка и взлёт с их поверхности требуют минимальных затрат топлива, а если использовать для разработки околоземные астероиды, то и стоимость доставки ресурсов с них на Землю будет низкой. Астероиды могут быть источниками таких ценных ресурсов, как, например, вода (в виде льда), из которой можно получить кислород для дыхания и водород для космического топлива, а также различные редкие металлы и минералы, такие как железо, никель, титан, кобальт и платина, и, в меньшем количестве, другие элементы вроде марганца, молибдена, родия и т. п. По сути, большинство элементов тяжелее железа, добываемых сейчас с поверхности нашей планеты, являются остатками астероидов, упавших на Землю в период поздней тяжёлой бомбардировки.
В 2004 году мировое производство железной руды превысило 1 млрд тонн. Для сравнения, один небольшой астероид класса M диаметром в 1 км может содержать до 2 млрд тонн железо-никелевой руды, что в 2-3 раза превышает добычу руды за 2004 год. Самый крупный известный металлический астероид (16) Психея содержит 1,710^19 кг железо-никелевой руды (что в 100 тысяч раз превышает запасы этой руды в земной коре). Этого количества хватило бы для обеспечения потребностей населения земного шара в течение нескольких миллионов лет, даже с учётом дальнейшего увеличения спроса. Небольшая часть извлечённого материала может также содержать драгоценные металлы.
Примером астероида, наиболее перспективного для освоения, является астероид (4660) Нерей. Этот астероид имеет очень низкую первую космическую скорость, даже по сравнению с Луной, что позволяет легко поднимать с его поверхности добытые материалы. Однако, чтобы доставить их на Землю, потребуется разогнать корабль до гораздо большей скорости.
Существует три возможных варианта добычи сырья:
Добыча руды и доставка её на место последующей переработки
Переработка добытой руды прямо на месте добычи, с последующей доставкой полученного материала
Перемещение астероида на безопасную орбиту между Луной и Землёй. Это теоретически может позволить сэкономить добытые на астероиде материалы.
Американцы уже начали юридическую суету.
25 ноября 2015 года Обама подписал U.S. Commercial Space Launch Competitiveness Act (H.R. 2262). Этот закон признает право граждан на владение космическими ресурсами. Согласно статье § 51303 закона:
Гражданин Соединенных Штатов, занимающийся добычей ресурсов астероида или других космических ресурсов, имеет право владеть, транспортировать, использовать и продавать эти ресурсы в соответствии с действующим законодательством и международными обязательствами США.
При этом в законе подчеркивается, что разрешено владеть именно добытыми ресурсами, а не самими космическими объектами (владение космическими объектами запрещает Договор о космосе).
Размеры Солнечной системы
Напоследок хочу привести цитату из книги Билла Брайсона «Краткая история почти всего на свете».
«…Наша Солнечная система, пожалуй, самое оживленное место на триллионы миль вокруг, однако все, что мы видим в ней - Солнце, планеты со спутниками, миллиард или около того кувыркающихся камней пояса астероидов, кометы и разные другие плавающие обломки, - занимает менее одной триллионной части имеющегося пространства. Вы также легко поймете, что ни на одной из встречавшихся вам карт Солнечной системы масштаб даже отдаленно не соответствует реальному. На большинстве школьных схем планеты изображены рядом, вплотную одна к другой - на многих иллюстрациях планеты-гиганты даже отбрасывают друг на друга тени, - но это неизбежный обман, дабы поместить их все на одном листе бумаги. В действительности Нептун расположен не чуть позади, а далеко позади Юпитера - в пять раз дальше, чем сам Юпитер от нас, так далеко, что получает лишь 3 % солнечного света, получаемого Юпитером.
Расстояния эти таковы, что на практике невозможно изобразить Солнечную систему с соблюдением масштаба.
Даже если сделать в учебнике большую раскладывающуюся вклейку или просто взять самый длинный лист бумаги, этого все равно будет недостаточно. Если на масштабной схеме Солнечной системы Землю изобразить размером с горошину, Юпитер будет находиться на расстоянии 300 м, а Плутон в 2,5 км (и будет размером с бактерию, так что в любом случае вы не сможете его разглядеть). В том же масштабе ближайшая звезда, Проксима Центавра, будет находиться в 16 000 км от нас. Если даже вы ужмёте все до такой степени, что Юпитер станет размером с точку в конце этого предложения, а Плутон не больше молекулы, то и в этом случае Плутон будет находиться на расстоянии больше десяти метров…
…А теперь еще одна вещь, которую следует учесть: пролетая мимо Плутона, мы лишь пролетаем мимо Плутона. Если заглянете в план полета, то увидите, что его цель - путешествие к краю Солнечной системы, но боюсь, что мы еще не добрались до него. Плутон может быть последним объектом, отмеченным на школьных схемах, но сама система здесь не кончается. На самом деле ее конца еще даже не видно. Мы не доберемся до края Солнечной системы, пока не пройдем сквозь облако Оорта, огромное царство кочующих комет… Плутон отмечает всего лишь одну 50-тысячную пути, а вовсе не край Солнечной системы, как бесцеремонно указывается на школьных схемах»
Солнечная система
Сериал «Прогулки в космосе». 8-я серия «Пояс астероидов»
Пояс астероидов – это область в космическом пространстве, расположенная между орбитами Марса и Юпитера.
Первые астероиды пояса были обнаружены астрономами еще вначале XIX века. Сегодня, пояс астероидов известен астрономам, как одно из крупнейших скоплений космических объектов, находящихся в Солнечной системе. Для многих ученых он представляет изрядный научный интерес.
Общие сведения
На сегодняшний день, пояс астероидов насчитывает свыше 300 000 именованных объектов. По состоянию на 6 сентября 2011 года количество именованных астероидов пояса достигло 285 075. Крупнейшие образования пояса астероидов названы в честь римских божеств: Церера, Веста, Паллада и Гигея. Церера – это самый большой объект пояса астероидов; но ученые считают данное небесное тело карликовой планетой – подробнее об этом мы поговорим ниже.
Все астероиды обнаруженные с 1980 года
Хотя открытие и изучение пояса астероидов немыслимо без науки, свое начало история исследования этого астрономического чуда берет в древних мифах и легендах.
Загадочный Фаэтон
В школьные годы, читая популярную научно-фантастическую литературу, многие из нас мечтали, достигнув зрелого возраста, стать отважными покорителями космического пространства. Мы ярко представляли себе свечение далеких галактик и близких нам планет, которые мы страстно желали посетить. Одной из таких планет являлся загадочный Фаэтон – великая, но мертвая планета.
Легенда об этой планете ярко описана в книге Александра Казанцева «Фаэты». В этой книге поведана история, как алчные жители планеты Фаэтон – фаэты, загубили свою землю, взорвав ее, после чего она распалась на бессчетное количество маленьких кусочков. Считается, что именно из этих кусочков и образовался сегодняшний пояс астероидов. Похожая версия происхождения этого скопления небесных тел прослеживается и в древних шумерских мифах и легендах.
Мифы и легенды – это, конечно, хорошо. Но, что же говорит о происхождении пояса астероидов наука?
Происхождение пояса астероидов
В отличие от древних сказок, в научном сообществе принято считать, что пояс астероидов – это отнюдь не обломки взорвавшейся планеты, а скопление протопланетного вещества. Такая теория, скорее всего, верна, так как, последние данные показывают, что между Марсом и Юпитером планета попросту не могла образоваться. Причина этого – сильное гравитационное влияние Юпитера. Именно оно не дало протопланетному веществу (космической пыли, из которой создаются планеты) образоваться в полноценное небесное тело на таком далеком от Солнца расстоянии.
Исследование метеоритов
Мелкая пыль в поясе астероидов, возникшая в результате столкновений астероидов, создаёт явление, известное как зодиакальный свет.
Исследования метеоритов, которые вышли из пояса астероидов и упали на Землю, показывают, что большинство из них относится к хондритам – метеоритам, в которых, в отличие от ахондритов, не происходила сепарация веществ, как обычно бывает в процессе формирования планет. Данные исследования лишний раз подтверждают вышеизложенную гипотезу, которая опираясь на реальные научные данные, выглядит гораздо убедительнее той версии, которую нам предлагают шумерские мифы.
Сегодня, ученым отлично известно, что пояс астероидов – отнюдь не сказочная, расколовшаяся планета, а остатки протопланетного вещества, которое появилось еще во времена зарождения Солнечной системы. Однако мифы и предания о легендарном Фаэтоне до сих пор живы и заставляют многих людей по всему миру проявлять интерес к такому астрономическому явлению, как пояс астероидов.
Открытие пояса астероидов
Первый, кто задумался над существованием загадочной планеты Фаэтон, был немецкий физик Иоганн Тициус. В 1766 году он нашел формулу, согласно которой можно было рассчитать примерное расположение всех планет Солнечной системы. Суть этой формулы заключалась в том, что порядковое расстояние планет от Солнца возрастает в геометрической прогрессии. Именно при помощи данной формулы в 1781 году был открыт Уран, что убедило многих ученых в правдивости закона межпланетного расстояния.
Согласно правилу Тициуса, на расстоянии между Марсом и Юпитером должна была существовать планета.
Открытие Цереры
1 января 1801 года итальянский астроном Джузеппе Пиацци, наблюдая за звездным небом, открыл первый объект пояса астероидов – карликовую планету Цецера. Затем в 1802 году был открыт еще один крупный объект – астероид Паллада. Оба этих космических тела двигались примерно на одинаковой орбите от Солнца – 2,8 астрономических единицы. После открытия в 1804 году Юноны и в 1807 Весты – крупных небесных тел, двигавшихся по той же самой орбите, что и предыдущие, открытия новых объектов в этой области космоса прекратились до 1891 года. В 1891 году немецкий ученый Макс Вольф, используя метод астрофотографии, в одиночку обнаружил между Марсом и Юпитером 248 мелких астероидов. После чего, открытия новых объектов в этой области неба посыпались одно за другим.
Современные исследования
Пояс астероидов вызывал интерес ученых не только в течение прошлых столетий, но и в последние годы. Первым серьезным достижением современных технологий в области изучения этого скопления небесных объектов был полет космического аппарата «Пионер-10», который был создан для изучения Юпитера. Этот аппарат первым прошел сквозь пояс астероидов. С тех пор сквозь пояс пролетело еще 9 космических аппаратов. Ни один из них во время путешествия не пострадал от столкновения с астероидом.
Пролеты космических аппаратов
Первым аппаратом, сделавшим снимки астероидов, была космическая станция «Галилео». В 1991 году она сфотографировала астероид Гаспра, а в 1993 году – Ида. После того, как были получены эти снимки, НАСА приняло решение, что любой космический аппарат, который будет пролетать недалеко от пояса астероидов, должен попытаться сделать фотоснимки этих объектов. С тех пор в непосредственной близости от астероидов проходили такие космические аппараты, как «NEAR Shoemaker», «Стардаст», всемирно известная «Розетта» и другие.
