Астероиды, кометы и другие маленькие миры
Четыре с половиной миллиарда лет назад наша Солнечная система сформировалась из вращающегося диска пыли и газа, вращающегося вокруг молодого Солнца. Солнце поглотило большую часть материала диска, в то время как сцепление и гравитация стянули вместе глыбы камня, металла и льда, которые в конечном итоге превратились в планеты.Вообще говоря, астероиды, кометы и другие маленькие миры — это остатки процесса строительства планет.
На Земле такие процессы, как погода и внутреннее отопление, стирают следы прошлого. Но физические изменения в маленьких мирах происходят в основном из-за внешних сил, таких как солнечное излучение и удары других космических камней, что делает их капсулами времени, хранящими информацию о ранней Солнечной системе.
Меркурий, Венера, Земля и Марс в первые дни своего существования были слишком горячими, чтобы вода и органические соединения, необходимые для жизни, какой мы ее знаем, оставались на их поверхности. Материалы, которые положили начало жизни, вероятно, пришли из астероидов и комет, которые образовались дальше от Солнца. Сатурн и Юпитер, вероятно, сформировались ближе к Солнцу, прежде чем бороться за положение и мигрировать на свои нынешние позиции 4 миллиарда лет назад. При этом гравитация планет-гигантов разбрасывала астероиды и кометы по всей Солнечной системе. Некоторые врезались в Землю и, вероятно, принесли сюда воду и органику, предоставив предшественников жизни. Изучая астероиды, кометы и другие маленькие миры, мы узнаем, откуда мы пришли и как образовались планеты.
Мы также изучаем астероиды, чтобы предотвратить столкновение с Землей. Астероиды восприимчивы к мелкомасштабным силам, таким как тепловое излучение, которые изменяют их орбиты способами, которые мы не всегда можем предсказать. Маленькие миры также бывают разной плотности: от свободно связанных скоплений валунов до плотно упакованных объектов с планетоподобными ядрами. Стратегия отклонения этих различных типов астероидов будет очень разной.
Что такое астероиды?
Астероиды представляют собой объекты неправильной формы размером от нескольких метров до сотен километров в поперечнике. Большинство из них расположены в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, но некоторые отклоняются ближе, становясь околоземными астероидами, если они находятся в пределах 1,3 астрономических единиц от Солнца (среднее расстояние Земли до Солнца составляет 1 а.е.).Если околоземный астероид пересекает орбиту Земли и имеет размер более 140 метров, он считается потенциально опасным объектом. Есть также 2 скопления астероидов, которые разделяют орбиту Юпитера, называемые троянскими астероидами.
Что такое кометы?
Кометы — это астероидоподобные миры, которые не провели достаточно времени во внутренней части Солнечной системы, чтобы Солнце смогло сбросить их ледяные материалы. Обычно называемые грязными снежками, они сбрасывают лед, пыль и газ по мере приближения к Солнцу, образуя длинные красивые хвосты. Кометы исходят из облака Оорта, сферы объектов на расстоянии 2000 астрономических единиц, окружающей нашу Солнечную систему.
Кометы доставляют двойное удовольствие наблюдателям за небом
Кометы оставляют за собой пылевой след, проходя через внутреннюю часть Солнечной системы. Если Земля проходит через один из этих следов, частицы врезаются в нашу атмосферу, создавая метеоритный дождь! Ежегодный метеорный поток Персеиды, который происходит каждый август, вызван обломками кометы Свифта-Туттля, которая в последний раз прошла через внутреннюю часть Солнечной системы в 1992 году и не вернется в течение 133 лет.
Объекты пояса Койпера (ОПК)
Другие ОПК больше похожи на астероиды, такие как Аррокот, бугристый мир, похожий на снеговика, который посетил космический корабль НАСА «Новые горизонты» в 2019 году. В отличие от комет с эллиптическими орбитами, которые неоднократно приближают их к Солнцу, такие ОПК имеют круговые орбиты, которые t были изменены с момента их рождения 4,5 миллиарда лет назад. Кроме того, их большое расстояние означает, что солнечное тепло и излучение оказывают минимальное воздействие на их поверхность. KBO также избавлены от частых ударов, с которыми сталкиваются объекты в более плотной внутренней Солнечной системе. Эти факты делают KBO одними из нетронутых объектов интереса в Солнечной системе.
Как мы изучаем астероиды, кометы и маленькие миры
Изучение астероидов
Космический корабль НАСА «Галилео», направляющийся к Юпитеру, совершил первый облет астероида в 1991 году, пройдя в пределах 1600 километров от Гаспра в главном поясе астероидов. На снимках показан мир неправильной формы, образованный обломками в результате столкновения других объектов.Два года спустя, в 1993 году, Галилей дал нам возможность внимательно рассмотреть другой астероид главного пояса, Иду, у которого, как оказалось, есть крошечный спутник, который теперь называется Дактиль.
Космический аппарат NASA NEAR Shoemaker вышел на орбиту вокруг сближающегося с Землей астероида Эрос в 2000 году, а затем приземлился на его поверхность — и то, и другое впервые среди космических аппаратов. В 2007 году агентство запустило космический корабль Dawn на орбиту Весты, а затем Цереры, двух крупнейших миров в главном поясе астероидов. Согласно системе классификации планет МАС, Веста — это астероид, а Церера — карликовая планета.
Рассвет обнаружил водосодержащие минералы на поверхности Весты и обилие водяного льда и органических веществ на Церере. Поскольку эти материалы испаряются близко к Солнцу, Веста и Церера либо образовались дальше, либо были поражены объектами, несущими воду и органику, которые сформировались дальше. На Церере есть сотни ярких пятен, образованных соленой (соленой) водой, бьющей из подземного резервуара. В то время как ледяные луны, такие как Энцелад и Европа, имеют подповерхностные океаны, которые нагреваются за счет притяжения близлежащих планет-гигантов, у Цереры, по-видимому, достаточно внутреннего тепла, чтобы не допустить замерзания ее подповерхностных вод.
В 2010 году японский космический корабль «Хаябуса» доставил образцы с Итокавы, околоземного астероида в форме арахиса длиной в полкилометра. Вода, обнаруженная в образцах, была удивительно похожа на воду океанов Земли, что указывает на то, что большая часть нашей воды могла быть получена из подобных астероидов.
Познакомьтесь с астероидами (5 космических камней, которые стоит посмотреть) В этом видео вы познакомитесь с пятью самыми важными астероидами. Узнайте, чему они могут научить нас о нашем месте во вселенной, и нужно ли вам беспокоиться о воздействии.
Зачем нам возврат образца?
Может показаться, что полететь в другой мир только для того, чтобы принести на Землю несколько горстей камней и почвы, может показаться очень хлопотным делом. Но на некоторые вопросы можно ответить только с помощью инструментов, которые слишком велики, тяжелы и энергоемки, чтобы летать на космических кораблях. Возврат образца особенно важен для:
Точность: Космические инструменты не могут сказать нам дату образца так же точно, как наземные инструменты.
Воспроизводимость: На Земле мы можем перепроверить наши результаты с помощью нескольких инструментов. Это особенно важно, когда эти результаты могут быть чем-то столь же удивительным, как обнаружение жизни на другом объекте.
Продолжительность: Технологии со временем совершенствуются, поэтому хранение образцов на Земле позволяет будущим поколениям проводить новые и более качественные эксперименты.
Миссия НАСА под названием «Люси» стартовала в октябре 2021 года, чтобы впервые посетить 7 троянских астероидов Юпитера. Путешествие Юпитера в ранней Солнечной системе к его нынешнему местоположению должно быть запечатлено в различных троянцах, когда они двигались вместе с Юпиером, что дает нам возможность выяснить, что же произошло на самом деле. Космический аппарат агентства «Психея» будет запущен в 2022 году и прибудет к одноименному астероиду главного пояса Психея в 2026 году. истории, но так и не достигли планетарных размеров. Его изучение даст нам уникальную информацию о том, как образовались планеты.
В 2021 году НАСА запустило DART, тест двойного перенаправления астероидов. DART намеренно врежется в маленькую луну астероида Дидимос, Диморфос, чтобы изменить орбитальную скорость луны. Астрономы на Земле измерят это изменение, чтобы определить, можно ли использовать такую технику для отклонения астероида, который, по прогнозам, упадет на нашу планету.
Изучение комет
В 1985 году аппарат НАСА International Cometary Explorer, ICE, стал первым космическим аппаратом, пролетевшим мимо кометы на расстоянии 7900 километров от кометы Джакобини-Циннера. Хотя у ICE не было камер, он обнаружил воду и угарный газ, подтвердив теорию о том, что кометы похожи на грязные снежки.
Год спустя мимо кометы Галлея пролетела группа международных космических аппаратов, в том числе европейский космический аппарат «Джотто», который впервые сделал снимки ядра кометы.На снимках был показан мир в форме картофеля длиной 16 километров, кувыркающийся в космосе, извергающий струи пыли, газа и льда.
Зонд NASA Stardust пролетел мимо кометы Wild 2 в 2004 году, впервые собрав образцы пыли и вернув их на Землю. В образцах ученые обнаружили аминокислоты, органические химические вещества, входящие в состав строительных блоков жизни. В 2005 году космический корабль NASA Deep Impact выстрелил 364-килограммовым (800-фунтовым) ударником в комету Tempel 1, подняв пушистую пыль, которая помогла ученым понять, что находится под поверхностью кометы.
Миссия Европейского космического агентства «Розетта», запущенная в 2004 году, облетела и сбросила посадочный модуль на комету 67P/Чурюмова-Герасименко, когда комета пролетала через внутреннюю часть Солнечной системы, что дало нам беспрецедентный взгляд на то, как кометы меняются с течением времени. Розетта обнаружила, что вода кометы 67P отличается от земной и даже от воды многих других комет и астероидов, что указывает на различное происхождение воды в нашей Солнечной системе.
Все предыдущие кометные миссии изучали кометы с относительно коротким периодом обращения. Миссия ESA Comet Interceptor, запуск которой запланирован на 2028 год, надеется дать нам возможность впервые внимательно рассмотреть комету с очень большим периодом жизни, нетронутый объект, который всего несколько раз входил во внутреннюю часть Солнечной системы. Comet Interceptor будет ждать в стабильном месте в космосе под названием L2, где гравитация Солнца и Земли уравновешивается. Когда астрономы обнаружат интересную долгопериодическую комету, проходящую через внутреннюю часть Солнечной системы, Comet Interceptor отправится к ней, разделившись на 3 отдельных космических корабля во время близкого сближения для многоточечных наблюдений.
Изучение пояса Койпера
«Новые горизонты» НАСА — единственный космический корабль, исследовавший пояс Койпера. Он пролетел мимо Плутона в 2015 году и показал мир, похожий на планету, с его горами, ледниками и замерзшим «сердцем» из твердого азотного льда — все это признаки недавней геологической активности. Ученые также увидели намеки на то, что Плутон может содержать подповерхностный океан с жидкой водой.Оказалось, что даже спутник Плутона Харон имеет чрезвычайно разнообразные формы рельефа.
Поскольку New Horizons все еще находится в отличной форме, ученые с помощью космического телескопа Хаббла нашли еще один KBO в окрестностях New Horizons, который мы теперь называем Аррокот. Космический корабль пролетел мимо Аррокота в 2019 году и обнаружил 35-километровый мир, вероятно, один из самых примитивных, неизмененных объектов в нашей Солнечной системе. Две доли Аррокота выглядят так, как будто они образовались из-за столкновения на малой скорости, что противоречит представлению о том, что маленькие миры склонны к хаотичным столкновениям на высокой скорости.
New Horizons все еще пролетает через пояс Койпера, выходя за пределы нашей Солнечной системы, наблюдая и изучая другие объекты издалека, в то время как ученые ищут еще одну потенциальную цель для пролета.
Создание новых горизонтов
Если бы не усилия Планетарного общества, его членов и сторонников, миссия «Новые горизонты» никогда бы не сошла с чертежной доски. С 1990 по 2000 год НАСА рассматривало, но в конечном итоге отклонило четыре отдельные миссии к Плутону, прежде чем утвердить «Новые горизонты» в 2001 году. «Планетарное общество оказывало постоянную и решительную поддержку целому ряду различных миссий к Плутону, которые так и не были реализованы на чертежной доске», — сказал Нью. Главный исследователь Horizons Алан Стерн в 2015 году.
Планетарное общество и астероиды, кометы и другие маленькие миры
Космические полеты к астероидам, кометам и маленьким мирам не происходят просто так — они требуют многолетней продуманной политики и стабильного финансирования. Посетите нашу страницу космической политики и программы защиты, чтобы узнать о наших текущих законодательных приоритетах и о том, как мы обучаем, обучаем и мобилизуем наших членов, чтобы они стали эффективными защитниками космоса. Вы также можете получить информацию о том, как научное сообщество США устанавливает приоритеты для космических миссий в процессе десятилетних исследований.
Планетарное общество не только выступает за исследование малых миров, но и работает над тем, чтобы предотвратить их столкновение с Землей.Вы можете узнать, как мы помогаем наблюдателям находить, отслеживать и характеризовать околоземные астероиды, а также пройти наш бесплатный онлайн-курс, чтобы освоить основы планетарной защиты.
Учить больше
- Столкнется ли астероид с Землей? Ответы на ваши вопросы
- Расположение астероидов во внутренней Солнечной системе
- Люси исследует троянские астероиды Юпитера.
