НАСА усилено готви астероидната мисия OSIRIS-REx

За последните няколкостотин години населението на Земята се е увеличило в пъти.

Технологиите се развиват, потребностите растат. Хората имат нужда от повече природни ресурси. Техен източник може да станат вечните скитници в Слънчевата система – астероидите.

Космическите агенции и частните компании отдавна се вглеждат в тези небесни тела, но опити да се доберат до тях все още няма.

Данте Лорета от университета в Аризона, оглавяващ мисията на НАСА по захващане на образци астероидни породи – OSIRIS-REx, разказва що за космически тела са това и как учените смятат да ги използват в полза на цялото човечество.

Астероидите са се формирали в зората на съществуването на Слънчевата система – преди 4,5 млрд. г. – и се явяват нейни връстници. Именно те са способни да разкажат най-много подробности за историята на нашето ъгълче от галактиката. Но освен от историята учените се интересуват и от потенциалната полза, която може да донесат тези гигантски космически камъни – в техния състав влиза почти всичко необходимо, от вода до платина.

Астрономите класифицират астероидите по три спектрални класа, в зависимост от техния състав. Голяма част, а именно 75% от известните астероиди, принадлежи към клас С, тоест въглеродни (от англ. carbon). Това са тъмни, богати на въглерод камъни, които съдържат големи запаси вода.

„Първо, тази вода може да се използва по време на космическите мисии. За да повдигнем от Земята на орбита същото количество, което съдържат астероидите, се изискват умопомрачителни суми, а после защо е нужно това, ако в Космоса вече я има? Второ, водата от астероидите може да се раздели на кислород и водород за ракетно гориво. Освен това астероидите от клас С в голямо количество съдържат ограничен въглерод, фосфор и други ключови елементи, необходими за наторяване на растения”, пояснява Лорета.

По-малобройни (17% от всички известни) са астероидите от клас S, тоест силикатните (от англ. silicon) – те са силициеви или каменни. Тези космически буци почти не съдържат вода, но са богати на желязо, никел и кобалт.

„Понякога в състава на астероидите от S клас може да се открият и скъпоценни метали, такива като злато, платина и родий. На неголям десетметров астероид се падат около 650 тона метали, сред които 50 килограма са злато и платина”, разказва Лорета.

Най-редки в Слънчевата система са астероидите от клас М – металните. Те са не повече от 8% от всички наблюдавани, но именно те представляват особен интерес за науката, тъй като са най-слабо изученият спектрален клас. Възможно е освен метал в състава им да влизат и камъни. И кой знае – може точно в тях да се съдържат залежи от скъпоценни минерали.

Класификацията на астероидите не е проста задача. Информацията от какво се състоят те се получава от учените само по лъчението, което различните материали отразяват различно. Детектирането на това излъчване се извършва със специални уреди – спектрометри, които въз основа на данните за дължината на светлинната вълна може да покажат какъв материал я отразява. Именно тези уреди ще бъдат основният инструмент в изучаването на астероидите от учените на НАСА в рамката на мисията OSIRIS-REx.

Изпращането на пилотиран кораб на един от тези небесни обекти ще бъде доста скъпо – изискват се огромни пари и усилия. Засега не е ясно ще се отплати ли мисията с добити образци метали и камъни, затова ще бъде по-разумно да се изучават астероиди без участието на космонавти.

През септември 2016 г. НАСА планира да изпрати космически кораб на астероида Бену, който той трябва да стигне през октомври 2018 г. Първо апаратът трябва да изучи тялото във всичките му подробности, а след това да се опита да вземе образци.

При приключването на мисията астрономите се надяват да получат едновременно няколко вида данни. Първо, съставът на Бену да разкаже повече подробности за произхода на Слънчевата система. Второ, на хората им е необходима точна информация за траекторията на движението на астероида, а това е най-добрият начин да се получи тя. И накрая, собствениците на частни компании вече потриват ръце в очакване на данни за количеството ценни ресурси.

Апаратът ще има три опита и в края на краищата трябва да улови и да донесе на Земята парче от астероида с маса от 60 грама до 2 килограма.

Първоначално космическият кораб ще се върти около Бену, изучавайки състава му отдалече. След това учените ще изберат най-оптималното място за кацане, където концентрацията на полезни изкопаеми е максимална, и с помощта на апарата ще вземат образец.

За най-точно определяне на състава на астероидните породи на апарата ще работят няколко високочувствителни спектрометъра. Първият от тях се нарича OVIRS. Той ще определи състава на материала по видимото и близкото инфрачервено излъчване, което той отразява. Уредът ще търси органични съединения, минерали и някои други химични вещества. Търсенето на органични вещества е най-важно за възстановяването на историята на Слънчевата система, а конкретно – за произхода на живот.

Друг уред се нарича OTES (Спектрометър на топлинно излъчване). Той ще фиксира непосредствено инфрачервеното излъчване, отразявано от минералите на Бену, и ще определи неговата температура. Това е необходимо, за да се открият участъци от повърхността, богати на вода (там, където е прекалено горещо, такава едва ли ще бъде открита).

Третият уред се нарича Regolith X-ray Imaging Spectrometer. Той ще установи рентгеновото излъчване, което също се отразява от металите в астероида. Такъв спектрометър е незаменим в търсенето на залежи на желязо, силиций, сяра и магнезий.

Първите два спектрометъра ще изучават и така наречения ефект на Ярковски. Той се състои в следното: слънчевата светлина, попадаща на повърхността на небесно тяло и отразяваща се от него, провокира микроскопичен тласък, способен да измени траекторията на полета на тялото. Астрономите ще разберат повече за това дали Бену е заплаха за Земята, или можем да спим спокойно в близките хилядолетия.

Все пак спектроскопията си има съществен недостатък. Техниката, работеща въз основа на този метод, е способна да определи състава на много тънък слой от повърхността на астероида – под половин милиметър дълбочина. Но съставът на небесните тела обикновено е много неравномерен и вероятно в дълбочина Бену крие по-ценни породи, отколкото на повърхността. Затова областта на изучаване трябва да се разшири, по-точно – да се задълбочи.

„Ще разпръснем газообразен азот, за да повдигнем материалите, лежащи на повърхността, след което те сами ще се насочат към сборната камера. Това ще ни позволи да задълбаем на пет или шест сантиметра. Не е много, но е по-добре, отколкото само използване на спектрометрия”, обяснява Лорета.

Освен анализи астрономите разчитат да направят и подробни снимки с „пейзажи” на астероида.

Ако всичко се получи, както е замислено, то след известно време учените ще имат достатъчно данни за изпращането на пилотирана мисия към Бену. Когато космическият кораб на мисията OSIRIS-REx се завърне, ще стане ясно може ли да се стартира добив на ценни природни изкопаеми на астероиди, или играта не си струва.