אסטרואידים נקראים גופים קוסמיים שאינם לוויינים של כוכבי לכת, שהמסה שלהם אינה מספיקה כדי שאובייקט כזה יקבל צורה כדורית האופיינית לגמד או כוכב לכת רגיל בהשפעת כוח המשיכה שלו.
כאשר בוחנים גוף כזה, אחת המשימות הראשונות היא לענות על השאלה ממה מורכב האסטרואיד, שכן המאפיינים הקומפוזיצייים שופכים אור על מקור העצם, אשר בסופו של דבר קשור להיסטוריה של מערכת השמש כולה. מנקודת מבט מעשית, ההתאמה הפוטנציאלית של גופי אסטרואידים במונחים של שימוש עתידי במשאבים שלהם היא מעניינת.
איך אנחנו יודעים על הרכב האסטרואידים
בדרגות שונות של דיוק, אפשר לשפוט את הכימיה והמינרלוגיה של אסטרואידים על סמך שיטות מחקר שונות ישירות ועקיפות:
- הערך בקירוב את הרכב העצם יעזור למיקום מסלולו במערכת השמש. ככלל, רחוק יותר מהשמש קטןגוף החלל, החומרים הנדיפים יותר בהרכבו, בפרט, קרח מים.
- תפקיד חשוב בפתרון הבעיה ממלאים המאפיינים הספקטרליים של האסטרואיד. עם זאת, ניתוח הספקטרום המשתקף עדיין אינו מאפשר לשפוט באופן חד משמעי אילו חומרים שולטים בהרכבו של גוף נתון.
- מחקר של מטאוריטים - שברי אסטרואידים הנופלים על פני כדור הארץ, מאפשר לקבוע במדויק את הרכב המינרלים והכימי שלהם. למרבה הצער, מקור המטאוריט לא תמיד ידוע.
- לבסוף, ניתן לקבל את הנתונים המלאים ביותר על מה מורכב האסטרואיד על ידי ניתוח הסלעים שלו באמצעות מנגנון אוטומטי בין-פלנטרי. עד היום נחקרו מספר חפצים בשיטה זו.
סיווג אסטרואידים
ישנם שלושה סוגים עיקריים שאליהם מחולקים האסטרואידים לפי הרכב:
- C - פחמן. אלה כוללים את רוב הגופים הידועים - 75%.
- S - אבן, או סיליקט. קבוצה זו כוללת כ-17% מהאסטרואידים שהתגלו עד כה.
- M - מתכת (ברזל-ניקל).
שלוש הקטגוריות העיקריות הללו כוללות אובייקטים מסוגים ספקטרליים שונים. בנוסף, נבדלות מספר קבוצות של אסטרואידים נדירים, הנבדלות בתכונות מסוימות של הספקטרום.
הסיווג לעיל הופך כל הזמן למורכב ומפורט יותר. באופן כללי, נתונים ספקטרליים בלבד, כמובן, אינם מספיקים כדי לקבוע ממה עשויים אסטרואידים. תיאור הקומפוזיציה מורכב ביותרמְשִׁימָה. אחרי הכל, למרות שההבדלים בספקטרום בהחלט מצביעים על הבדלים בחומר פני השטח, לא יכולה להיות ודאות שהרכבם של עצמים מאותה מחלקה זהה.
Near-Earth Objects
אסטרואידים קרובים לכדור הארץ או קרובים לכדור הארץ נקראים אסטרואידים שהפריהליון המסלול שלהם אינו עולה על 1.3 יחידות אסטרונומיות. משימות חלל מיוחדות נשלחו ללמוד כמה מהן.
- Eros הוא גוף גדול יחסית עם ממדים של כ-34×11×11 ק"מ ומסה של 6.7×1012 t, השייך לכיתה S. אסטרואיד אבן זה היה למד בשנת 2000 NEAR Shoemaker. בנוסף לסלעי סיליקט, הוא מכיל כ-3% מתכות. אלו הם בעיקר ברזל, מגנזיום, אלומיניום, אבל יש גם מתכות נדירות: אבץ, כסף, זהב ופלטינה.
- איטוקאווה הוא גם אסטרואיד מסוג S. הוא קטן - 535×294×209 מ' - ובעל מסה של 3.5×107 t. אבק מפני השטח של איטוקאווה נמסר לכדור הארץ על ידי הקפסולה החוזרת של הגשושית היפנית Hayabusa ב-2010. חלקיקי אבק מכילים מינרלים של קבוצות אוליבין, פירוקסן ופלגיוקלאז. אדמת איטוקאווה מאופיינת באחוז גבוה של ברזל בסיליקטים ובתכולה נמוכה של מתכת זו בצורה חופשית. הוכח שהחומר של האסטרואיד היה נתון למטמורפזה תרמית ופגיעה.
- Ryugu, אסטרואיד מסוג C, נחקר כעת על ידי החללית Hayabusa-2. מאמינים שהרכבם של גופים כאלה לא השתנה הרבה מאז היווצרות מערכת השמש, ולכן חקר ריוגו מעורר עניין רב. מְסִירָהדגימות, שיאפשרו מחקר מפורט יותר ממה מורכב האסטרואיד, מתוכננות לסוף 2020.
- Bennu הוא עצם נוסף שלידו פועלת כעת משימת החלל - תחנת OSIRIS-Rex. אסטרואיד פחמן מיוחד זה מסוג B נחשב גם כמקור לידע חשוב על ההיסטוריה של מערכת השמש. אדמת בנו צפויה להימסר לכדור הארץ למחקר מפורט בשנת 2023.
מה מורכבת חגורת האסטרואידים
האזור שבין מסלולי מאדים וצדק, שבתוכו מרוכזים מספר רב של עצמים בעלי הרכב, מוצא וגודל שונים, נהוג לכנות החגורה הראשית. בנוסף לאסטרואידים האמיתיים מסוגים שונים, הוא כולל גופי שביט וכוכב לכת ננסי אחד - Ceres (המכונה בעבר אסטרואידים).
היום, במסגרת משימת שחר, נחקר בפירוט מספיק אחד מהאובייקטים הגדולים ביותר של החגורה, וסטה. זה, ככל הנראה, פרוטופלנט שנשמר מאז היווצרות מערכת השמש. לוסטה מבנה מורכב (בעל ליבה, מעטפת וקרום) והרכב מינרלים עשיר. הוא שייך למחלקה ספקטרלית מיוחדת V של אסטרואידים סיליקטים בעיקר עם תכולה גבוהה של פירוקסן עשיר במגנזיום. חקר המטאוריטים שמקורם בו עוזר להבהיר את הידע ממה מורכב האסטרואיד וסטה.
באופן כללי, חגורת האסטרואידים היא אוסף של גופים המדגימים את מצב החומר במערכת השמש בשלבים שונים של היווצרותו.אסטרואידים פחמן - למשל, מתילדה - מייצגים את הגופים העתיקים ביותר כאן. לסיליקטים אולי יש היסטוריה אחרת, אבל החומר שלהם כבר עבר מטמורפוזה מסוימת כחלק מחפצים גדולים או קטנים. אסטרואידים מתכתיים כמו פסיכה או קליאופטרה הם ללא ספק שברי הליבות של פרוטופלנטות שכבר נוצרו.
אסטרואידים רחוקים מהשמש
אוסף גדול נוסף של גופים קטנים הוא חגורת קויפר, הממוקמת מעבר למסלולו של נפטון. הוא הרבה יותר מסיבי ונרחב מהחגורה הראשית. ההבדל העיקרי בין השניים הוא ממה עשויים האסטרואידים בחגורת קויפר. הם מכילים רכיבים נדיפים הרבה יותר - קרח מים, חנקן קפוא, מתאן וגזים אחרים, כמו גם חומרים אורגניים. גופים אלה קרובים עוד יותר בהרכבם לענן הפרוטופלנטרי. מבחינת מאפיינים, הם כבר דומים במובנים רבים לשביטים.
מיקום הביניים בין עצמים של חגורת קויפר לאסטרואידים בחגורה הראשית תפוס על ידי קנטאורים הנעים לאורך מסלולים לא יציבים בין מסלולי צדק ונפטון. הם שונים בהרכב המעבר שלהם.
על סיכויי פיתוח
אסטרואידים משכו זמן רב תשומת לב כמקור פוטנציאלי למתכות נדירות ויקרות: אוסמיום, פלדיום, אירידיום, פלטינה, זהב, כמו גם מוליבדן, טיטניום, קובלט ואחרים. הטיעונים בעד כרייתם על אסטרואידים מבוססים על העובדה שקרום כדור הארץ דל ביסודות כבדים עקב בידול כבידתי. ההנחה היא שכתוצאה מאותו תהליך, אסטרואידים M עשירים,בנוסף לברזל וניקל, המתכות שצוינו. בנוסף, בהרכבם של אסטרואידים C שלא עברו התמיינות, התפלגות היסודות די אחידה.
באמצעות שיקולים אלה, חברות המצהירות על רצונן לפתח אסטרואידים מעת לעת מעוררות עניין בנושא. לדוגמה, ביולי 2015, התקשורת דיווחה על טיסה קרובה של אסטרואיד הפלטינה 2011 UW158. אומדן הרזרבות שלה הגיע ליותר מחמישה טריליון דולר, אך התברר שהיא מוגזמת בעליל.
עם זאת, יש עדיין חומרי גלם יקרי ערך על אסטרואידים. שאלת כדאיות הפיתוח שלה נשענת על בעיות כמו הערכה אמינה של רזרבות, עלות הטיסות והייצור, וכמובן, הרמה הטכנולוגית הנדרשת. בטווח הקצר, משימות אלו בקושי ניתנות לפתרון, כך שהאנושות עדיין רחוקה מאוד מפיתוח של אסטרואידים.
