Астероид като сирене

Структурата на микроастероидите, които приличат на швейцарско сирене, може да осуети плановете на НАСА по доставка на такива небесни тела край Земята.

Орбиталната обсерватория „Спицър“, заплашвана в близко бъдеще от изключване, помогна на астрономите да изяснят, че микроастероидите приличат по структура на сирене и в по-голямата си част се състоят от празнини.

Този факт може да попречи на плановете на НАСА по захващане на едно такова тяло и амбициите на частните астероидни „въглекопачи“, смятат авторите на статия, публикувана в сп. Astrophysical Journal.

Това изследване било проведено в рамките на проекта на НАСА с наименованието Asteroid Redirect Mission (ARM), за пускането на който космическата агенция на САЩ обяви в края на март 2013 година. Този проект, в който планирал да вземе участие и Роскосмос, трябва да завърши с хващането и доставката на окололунна орбита на 500-тонен астероид с размер осем метра през 2016 година.

По време на първия етап на мисията, който вече приключва, наземните и космическите телескопи трябвало да помогнат на експертите на НАСА да си изберат подходящо небесно тяло и всестранно да го изучат с помощта на наземни и космически телескопи.

Както отбелязват участниците в проекта – Майкъл Момерт и колегите му от Аризонския университет в Флагстаф, подобни микроастероиди изключително трудно се откриват в околоземното пространство.

Такива небесни тела практически е невъзможно да се забележат с оптични телескопи поради това, че повърхността им относително лошо отразява слънчевата светлина, поради което учените ги изучават практически само с помощта на инфрачервени телескопи. Най-голям принос в изучаването на най-малките жители на Слънчевата система е внесъл телескопът WISE, открил стотици хиляди подобни небесни тела.

Момерт и колегите му се възползвали от каталога, съставен с помощта на този апарат, и изучили най-привлекателните астероиди с „големия брат“ на WISE – орбиталния телескоп „Спицър“. Първа цел на наблюденията станал неголемият астероид 2011 MD, чийто диаметър, по предварителни оценки, не превишавал 10 метра, което го правело практически идеална цел за програмата ARM.

Затова астрономите успели да отклонят научния екип на „Спицър“ от изучаването на далечните ъгълчета на Вселената и да го убедят да отдели почти 20 часа за наблюдения на астероида.

Резолюцията, чувствителността и други параметри на „Спицър“ са доста по-високи от тези на други инфрачервени телескопи на човечеството. Благодарение на него учените успели да проследят как 2011 MD се движи по своята орбита, да определят формата му и да изчислят размерите, плътността и масата.

Дори при наличието на качествени снимки и точни данни това е много сложна математическа задача, преди всичко поради неправилната форма на астероида, а също поради това, че неговото въртене около своята ос може да се мени под действието на налягането на слънчевата светлина, нагряването на неговата повърхност и други фактори.

За решаването на задачата се наложило учените да създадат пълноценен триизмерен модел на 2011 MD, което отнело десетки часове работа на суперкомпютър.

Оказало се, че 2011 MD съвсем не приличал на това, което си представяли астрономите в предишните години. Астероидът всъщност е значително по-малък, отколкото изглежда – диаметърът му е шест, а не десет метра. Освен това масата и плътността му се оказали учудващо ниски – 50 тона, и 1,1 грама на куб. см.

Това силно учудило учените – подобни стойности на плътността са характерни за планетите газови гиганти, такива като Юпитер и Сатурн, а не за каменисти небесни тела.

Момерт и колегите му дават две възможни обяснения на този феномен, едното от които е сравнително „добро“, а второто – „лошо“ за реализацията на плановете на НАСА. В „добрия“ случай 2011 MD се състои в голяма част не от планински породи, а от кухини, които заемат до 65% от неговия обем. Образно казано, отвътре този астероид прилича на парченце швейцарско сирене с гигантски пори или на много рохкава купчина боклук.

Това не трябва да възпрепятства захващането на астероида с космически апарат в рамките на проекта ARM или кацането на астронавти на неговата повърхност. От друга страна, астероидът може да се окаже недостатъчно здрав и частично да се разпадне по време на такива операции.

Ако верен се окаже „лошият“ сценарий, то 2011 MD може да е не цяло небесно тяло, а своеобразен „рояк“ от микроскопични частици прах, заобикалящи плътно ядро от обикновени планински породи. В такъв случай захващането на такъв обект, ако НАСА не реализира втория вариант на ARM – гигантска „торба“ за хващане на астероида, и доставката на 2011 MD на лунна орбита, ще бъдат изключително затруднени.

И в единия, и в другия случай, както подчертават учените, това откритие буквално преобръща нашите представи за това какво всъщност се явяват микроастероидите в околностите на Земята и как възникват те. В полза на това говорят аналогични данни по плътност и маса, получени при изучаването на още един потенциален кандидат за доставка към Земята – астероида 2009 BD.

Преди учените смятаха, че небесни тела, подобни по размер и по маса на 2011 MD, се формират при сблъсък на големи астероиди, чиито недра може да съдържат залежи от скъпоценни и редки метали. Тази идея послужила за отправна точка за първите частни проекти по експлоатация на околоземното пространство – компаниите Planetary Resources и Deep Space Industries, обявили намерение да извличат полезни изкопаеми от малки астероиди през април 2012 и януари 2013 г.

„Винаги сме смятали, че микроастероидите се явяват „боклук“, възникващ при сблъсък на големи астероиди – монолитни късове, които просто летят в Космоса. Реалността често се оказва по-екзотична и необичайна. Когато за първи път се сблъскаме с нея, често си мислим, че това е просто аномалия. Но когато това се повтори в два и повече случая, ние започваме да се замисляме, че малките астероиди представляват далеч не това, което смятахме по-рано“, заявил Момерт на пресконференция по развитието на проекта ARM, проведена в Лабораторията за реактивно движение на НАСА в Пасадена.

Очевидно микроастероидите се формират от частици прах и малки отломки породи, което значително намалява шансовете техните полупразни недра да съдържат достатъчно количество ресурси, за да се покрият разходите. Както смятат самите автори, това откритие трябва да накара НАСА да отделя повече време и средства за програмата по избор на цел за ARM, което потенциално ще снижи кръга на възможните проблеми при кацане и захващане на астероида.

Но за реализацията на тези планове има голямо препятствие – телескопът „Спицър“, както съобщи порталът на НАСА Watch през май тази година ,може да бъде изключен поради съкращаване на финансирането от НАСА. Други подобни телескопи няма в арсенала на астрономите на Земята, което може да забави или постави мисията ARM под заплаха от отмяна.