|
Зачем собирать образцы с астероидов
|
|
|
|
В мае 2025 года планируется запуск китайской миссии по возвращению образцов с астероида Тяньвэнь-2, которая направится к астероиду Камо' Оалева (2016 HO3). Эта страна могла бы присоединиться к Соединенным Штатам и Японии, космические агентства которых успешно извлекли образец с астероида для изучения на Земле.
|
|
|
|
Ранее несколько космических миссий пролетали мимо астероидов и изучали их состав, но возвращение образцов на Землю еще более полезно для ученых. Для проведения наиболее информативных анализов требуется наличие физических образцов, которые можно трогать, освещать, пропускать через компьютерную томографию и изучать под электронным микроскопом.
|
|
|
|
Эти миссии требуют детального планирования и использования специализированных космических аппаратов, поэтому, чтобы пролить свет на то, почему агентства сталкиваются с такими трудностями, мы собрали четыре истории из архива The Conversation в США. В этих статьях рассказывается о том, как миссии по возвращению образцов с астероида позволяют получить новые научные данные на каждом этапе — от процесса сбора образцов до возвращения контейнера на Землю и лабораторных анализов.
|
|
|
|
|
|
|
1. Яркая история Рюгу
|
|
|
|
Астероид Рюгу сложен из горных пород, богатых углеродом. Япония выбрала Рюгу для своей миссии по возвращению образцов Hayabusa2 в 2020 году.
|
|
|
|
Как описал в своей статье ученый-планетолог Пол К. Бирн из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, команда Hayabusa2 выстрелила в астероид металлическим снарядом и собрала пыльные обломки, которые улетели в космос. Этот процесс позволил аппарату "Хаябуса-2" собрать образцы для отправки домой, а также рассмотреть поверхность астероида вблизи.
|
|
|
|
Команда по сбору данных обратила внимание на одну вещь: материал, отлетевший от астероида, был краснее, чем поверхность, на которую они снимали, и которая имела более голубой оттенок.
|
|
|
|
Некоторые части Рюгу выглядят почти полосатыми — средние широты более красные, в то время как полюса выглядят более синими. Процесс сбора образцов дал исследователям несколько подсказок о том, почему это так.
|
|
|
|
"В какой-то момент астероид, должно быть, был ближе к Солнцу, чем сейчас", - написал Бирн. "Это объясняет покраснение поверхности".
|
|
|
|
2. Возвращаемые капсулы создают ударные волны
|
|
|
|
Подобно тому, как исследователи получали ценные данные только в процессе сбора данных с Hayabusa2, ученым-атмосферникам даже не нужно было открывать капсулу для возврата образцов OSIRIS-REx, чтобы узнать что-то новое.
|
|
|
|
Миссия НАСА OSIRIS-REx отправилась к богатому углеродом астероиду Бенну и отправила домой небольшую капсулу с образцом в сентябре 2023 года.
|
|
|
|
Отправленная с корабля OSIRIS-REx капсула с образцом была доставлена на Землю в тяжелом ящике размером с микроволновую печь. Если не считать того факта, что он был сброшен с космического корабля, находящегося на расстоянии около 63 000 миль (102 000 километров), возвращение было поразительно похоже на падение метеорита на Землю.
|
|
|
|
Ученые не часто получают предварительное уведомление, необходимое для изучения того, как настоящие метеороиды — так называют метеориты до того, как они ударяются о землю, — ведут себя при входе в атмосферу, поэтому они ухватились за возможность изучить капсулу, когда она возвращалась на Землю.
|
|
|
|
Как рассказали в своей статье физики Брайан Элбинг из Университета штата Оклахома и Элизабет А. Силбер из Национальной лаборатории Сандии, возвращение OSIRIS-REx в атмосферу стало прекрасной возможностью изучить, что происходит в атмосфере, когда через нее пролетают объекты размером с метеороид.
|
|
|
|
Команды установили сети чувствительных микрофонов и других приборов — как на земле, так и на воздушных шарах — для регистрации частот звуковых волн, генерируемых капсулой в атмосфере. Понимание того, как волны распространяются в атмосфере, может помочь ученым понять, как обнаруживать опасности, такие как стихийные бедствия.
|
|
|
|
3. Строительные блоки жизни на Бенну
|
|
|
|
Как только возвращаемая капсула OSIRIS-REx была благополучно доставлена на Землю, исследователи по всему миру, в том числе геолог Тимоти Маккой из Смитсоновского института и планетолог Сара Рассел из Музея естественной истории в Великобритании, приступили к тестированию ее содержимого, осторожно обращаясь с образцами, чтобы избежать их загрязнения.
|
|
|
|
Как они описали в своей статье, Маккой и Рассел обнаружили, что образец в основном состоял из богатой водой глины, чего они ожидали от астероида, богатого углеродом. Но они также обнаружили удивительное количество соленых и связанных с рассолом минералов. Эти минералы образуются, когда вода испаряется с поверхности породы.
|
|
|
|
Поскольку эти минералы, метко называемые эвапоритами, растворяются при контакте с влагой, ученые никогда не видели их в метеоритах, пролетающих через атмосферу Земли, даже в метеоритах, по составу схожих с Бенну. Контейнер для образцов космического аппарата сохранял герметичность образца Бенну, поэтому эти эвапориты остались нетронутыми.
|
|
|
|
Эти результаты свидетельствуют о том, что астероид был влажным и грязным. А соленая, богатая водой среда, подобная Бенну, возможно, когда-то была отличным местом для формирования органических молекул. Некоторые ученые предсказывают, что Земля получила необходимые для жизни ингредиенты в результате столкновения с астероидом, подобным Бенну.
|
|
|
|
4. Взгляд в будущее: добыча полезных ископаемых на астероидах
|
|
|
|
Миссии по возвращению образцов с астероидов позволяют получить множество научных данных. Они также могут помочь космическим агентствам и компаниям понять, что именно можно привезти домой с астероидов. В то время как богатые углеродом астероиды, такие как Бенну и Рюгу, не содержат драгоценных металлов, другие астероиды содержат более ценные материалы.
|
|
|
|
Запущенная в 2023 году и в настоящее время путешествующая в космосе миссия НАСА "Психея" будет исследовать металлический астероид. Астероид "Психея", вероятно, содержит платину, никель, железо и, возможно, золото — все материалы, представляющие коммерческий интерес.
|
|
|
|
Ученые могут узнать о формировании и составе ядра Земли по металлическим астероидам, таким как Психея, что является главной целью миссии. Но, как написала в своей статье планетолог Валери Пайре из Университета Айовы, "Миссия Psyche - это огромный шаг в выяснении того, какие металлы существуют на планете".
|
|
|
|
На данный момент коммерческие операции по добыче полезных ископаемых на астероидах — это научная фантастика, не говоря уже о том, что они чреваты юридическими последствиями. Но некоторые компании уже начали рассматривать планы на ранней стадии относительно того, как они однажды смогут это сделать. Миссии по отбору образцов с астероидов могут заложить некоторые основы на раннем этапе.
|
|
|
|
Источник
|
