Asteroïden worden kosmische lichamen genoemd die geen satellieten van planeten zijn, waarvan de massa onvoldoende is om een dergelijk object onder invloed van zijn eigen zwaartekracht een bolvorm te laten krijgen die kenmerkend is voor een dwerg of gewone planeet.
Bij het onderzoeken van een dergelijk lichaam is een van de eerste taken het beantwoorden van de vraag waaruit de asteroïde is gemaakt, aangezien de compositiekenmerken licht werpen op de oorsprong van het object, dat uiteindelijk verband houdt met de geschiedenis van het hele zonnestelsel. Vanuit praktisch oogpunt is de potentiële geschiktheid van asteroïden in termen van toekomstig gebruik van hun hulpbronnen van belang.
Hoe weten we over de samenstelling van asteroïden
Met verschillende mate van nauwkeurigheid is het mogelijk om de chemie en mineralogie van asteroïden te beoordelen op basis van verschillende directe en indirecte onderzoeksmethoden:
- Een geschatte schatting van de samenstelling van het object zal de positie van zijn baan in het zonnestelsel helpen. In de regel geldt dat hoe verder van de zon een kleineruimtelichaam, hoe meer vluchtige stoffen in zijn samenstelling, in het bijzonder waterijs.
- Een belangrijke rol bij het oplossen van het probleem wordt gespeeld door de spectrale kenmerken van de asteroïde. De analyse van het gereflecteerde spectrum laat echter nog steeds niet toe om ondubbelzinnig te beoordelen welke stoffen overheersen in de samenstelling van een bepaald lichaam.
- Studie van meteorieten - fragmenten van asteroïden die op het aardoppervlak vallen, maakt het mogelijk om hun minerale en chemische samenstelling nauwkeurig te bepalen. Helaas is de oorsprong van de meteoriet niet altijd bekend.
- Ten slotte kunnen de meest volledige gegevens over waaruit een asteroïde bestaat, worden verkregen door de rotsen te analyseren met behulp van een interplanetair automatisch apparaat. Tot op heden zijn verschillende objecten met deze methode onderzocht.
Classificatie van asteroïden
Er zijn drie hoofdtypen waarin asteroïden worden onderverdeeld naar samenstelling:
- C - koolstof. Deze omvatten de meeste bekende instanties - 75%.
- S - steen of silicaat. Deze groep omvat ongeveer 17% van de tot nu toe ontdekte asteroïden.
- M - metaal (ijzer-nikkel).
Deze drie hoofdcategorieën omvatten objecten van verschillende spectrale typen. Bovendien worden verschillende groepen zeldzame asteroïden onderscheiden, die verschillen in bepaalde kenmerken van het spectrum.
De bovenstaande classificatie wordt steeds complexer en gedetailleerder. Over het algemeen zijn spectrale gegevens alleen natuurlijk niet voldoende om vast te stellen waaruit asteroïden bestaan. De beschrijving van de compositie is uiterst complextaak. Immers, hoewel de verschillen in de spectra zeker wijzen op verschillen in het oppervlaktemateriaal, kan er geen zekerheid zijn dat de samenstelling van objecten van dezelfde klasse identiek is.
Near-Earth Objecten
Near-Earth of Near-Earth asteroïden worden asteroïden genoemd waarvan het orbitale perihelium niet groter is dan 1,3 astronomische eenheden. Er werden speciale ruimtemissies gestuurd om er enkele te bestuderen.
- Eros is een relatief groot lichaam met afmetingen van ongeveer 34×11×11 km en een massa van 6,7×1012 t, behorend tot klasse S. Deze steenachtige asteroïde werd studeerde in 2000 NEAR Shoemaker. Naast silicaatgesteenten bevat het ongeveer 3% metalen. Dit zijn voornamelijk ijzer, magnesium, aluminium, maar er zijn ook zeldzame metalen: zink, zilver, goud en platina.
- Itokawa is ook een asteroïde van klasse S. Hij is klein - 535×294×209 m - en heeft een massa van 3,5×107 t. Stof van het oppervlak van Itokawa werd in 2010 op aarde afgeleverd door de terugkeercapsule van de Japanse Hayabusa-sonde. Stofdeeltjes bevatten mineralen van de groepen olivijn, pyroxeen en plagioklaas. De Itokawa-bodem kenmerkt zich door een hoog ijzergeh alte in silicaten en een laag geh alte aan dit metaal in vrije vorm. Er is vastgesteld dat de substantie van de asteroïde werd onderworpen aan thermische en impactmetamorfose.
- Ryugu, een klasse C-asteroïde, wordt momenteel bestudeerd door het ruimtevaartuig Hayabusa-2. Er wordt aangenomen dat de samenstelling van dergelijke lichamen niet veel is veranderd sinds de vorming van het zonnestelsel, dus de studie van Ryugu is van groot belang. Leveringmonsters, die een meer gedetailleerde studie mogelijk zullen maken van waaruit de asteroïde is gemaakt, zijn gepland voor eind 2020.
- Bennu is een ander object waar de ruimtemissie momenteel in de buurt is: het OSIRIS-Rex-station. Deze speciale klasse B koolstofasteroïde wordt ook beschouwd als een bron van belangrijke kennis over de geschiedenis van het zonnestelsel. De Bennu-bodem zal naar verwachting in 2023 aan de aarde worden geleverd voor gedetailleerd onderzoek.
Waar bestaat de asteroïdengordel uit
Het gebied tussen de banen van Mars en Jupiter, waarbinnen een groot aantal objecten van verschillende samenstelling, oorsprong en grootte zijn geconcentreerd, wordt gewoonlijk de hoofdgordel genoemd. Naast de werkelijke asteroïden van verschillende typen, omvat het kometen en één dwergplaneet - Ceres (voorheen asteroïden genoemd).
Vandaag is, als onderdeel van de Dawn-missie, een van de grootste objecten van de gordel, Vesta, voldoende gedetailleerd bestudeerd. Het is naar alle waarschijnlijkheid een protoplaneet die bewaard is gebleven sinds de vorming van het zonnestelsel. Vesta heeft een complexe structuur (heeft een kern, mantel en korst) en een rijke minerale samenstelling. Het behoort tot een speciale spectrale klasse V van overwegend silicaat-asteroïden met een hoog geh alte aan magnesiumrijk pyroxeen. De studie van meteorieten die daaruit voortkomen, helpt om de kennis te verduidelijken van waaruit de asteroïde Vesta bestaat.
Over het algemeen is de asteroïdengordel een verzameling lichamen die de toestand van materie in het zonnestelsel in verschillende stadia van zijn vorming aantonen. Koolstofasteroïden - bijvoorbeeld Matilda - vertegenwoordigen hier de oudste lichamen. Silicaten hebben misschien een andere geschiedenis, maar hun materiaal heeft al een metamorfose ondergaan als onderdeel van grote of kleine objecten. Metalen asteroïden zoals Psyche of Cleopatra zijn duidelijk fragmenten van de kernen van reeds gevormde protoplaneten.
Asteroïden op afstand van de zon
Een andere grootschalige verzameling kleine lichamen is de Kuipergordel, die zich buiten de baan van Neptunus bevindt. Het is veel massiever en uitgebreider dan de Main Belt. Het belangrijkste verschil tussen de twee is waar Kuipergordel-asteroïden van gemaakt zijn. Ze bevatten veel vluchtigere componenten - waterijs, bevroren stikstof, methaan en andere gassen, evenals organische stoffen. Deze lichamen staan qua samenstelling nog dichter bij de protoplanetaire wolk. Qua eigenschappen lijken ze al in veel opzichten op kometen.
De tussenpositie tussen de objecten in de Kuipergordel en de asteroïden in de Hoofdgordel wordt ingenomen door centauren die zich langs onstabiele banen bewegen tussen de banen van Jupiter en Neptunus. Ze verschillen in hun overgangssamenstelling.
Over ontwikkelingsvooruitzichten
Asteroïden hebben lang de aandacht getrokken als potentiële bron van zeldzame en edele metalen: osmium, palladium, iridium, platina, goud, maar ook molybdeen, titanium, kob alt en andere. De argumenten om ze op asteroïden te ontginnen, zijn gebaseerd op het feit dat de aardkorst arm is aan zware elementen als gevolg van zwaartekrachtdifferentiatie. Aangenomen wordt dat als resultaat van hetzelfde proces M-asteroïden rijk zijn,naast ijzer en nikkel de genoemde metalen. Bovendien is de verdeling van elementen in de samenstelling van C-steroïden die geen differentiatie hebben ondergaan vrij uniform.
Met behulp van deze overwegingen wekken bedrijven die aangeven dat ze asteroïden willen ontwikkelen, periodiek interesse in het onderwerp. In juli 2015 meldden de media bijvoorbeeld een close-up van de platina-asteroïde 2011 UW158. De schatting van zijn reserves bereikte meer dan vijf biljoen dollar, maar bleek duidelijk overdreven.
Desalniettemin zijn er nog steeds waardevolle grondstoffen op asteroïden. De vraag naar de doelmatigheid van de ontwikkeling ervan berust op problemen als een betrouwbare beoordeling van de reserves, de kosten van vluchten en productie, en natuurlijk het vereiste technologische niveau. Op korte termijn zijn deze taken nauwelijks op te lossen, dus de mensheid is nog erg ver verwijderd van de ontwikkeling van asteroïden.
