الفلك

إلى أي مدى يحمي القمر الأرض من كويكب؟

إلى أي مدى يحمي القمر الأرض من كويكب؟

هل ستتحسن حالة الأرض إذا منع القمر النيزك أو المذنب أو الكوكب المارق أو بخلاف ذلك بدلاً من التأثير المباشر؟ في أي نقطة سيكون حطام القمر حدثًا للانقراض؟

حد المصادم هو الحجم أو زاوية الهجوم أو التكوين الذي لن يكون للقمر فيه أي حماية.


القمر يدور حول الأرض من $ تقريبا $ 380000 كم ولكن نصف قطرها فقط $ تقريبا $ 3500 كم. تبلغ مساحة السماء 41253 درجة مربعة ، والقمر يغطي فقط $ تقريبا $ 0.25 درجة مربعة منه.

وبالتالي ، فإن احتمال أن يحجب القمر نيزك وارد هو $ تقريبا $ 1: 160000. وبالتالي ، فإن القمر غير ممكن تمامًا أن يحمينا من أي شيء.

سيعمل الحطام مثل "التأمين": من المرجح أن ينتهي المطاف ببعض الحطام أخيرًا على الأرض ، ولكن من المحتمل أن يكون الضرر الإجمالي ضئيلًا مقارنة بالنيزك.

لاحظ أيضًا أن النيازك المختلفة تعبر مدار القمر بانتظام ، لكن لا يزال احتمال اصطدامها بنا ضئيلًا للغاية.


النيزك عبارة عن حبة رملية صغيرة أو قطعة بحجم حبة البازلاء تحترق في الغلاف الجوي قبل أن تصطدم بالأرض. تلك الكبيرة بما يكفي للوصول إلى الأرض تسمى النيازك. يبدو لي أن تلك التي تتحدث عنها كبيرة بما يكفي لتسميتها كويكبات. لا يكاد القمر يوفر أي حماية ضد الكويكبات ، وتلك التي تضرب القمر تتسبب أحيانًا جدًا في اصطدام التكتايت (حبات زجاجية صغيرة) وقطع صغيرة من الحطام بالأرض. من غير المرجح أن يحجب القمر الكويكب التالي في مسار تصادم للأرض ، ولكن لا داعي للقلق. أحداث تشيليابينسك أو تونجوسكا شائعة إلى حد ما وتحدث عدة مرات في القرن ، وعادة ما تصطدم بالبحر ، لكن الأحداث الكبيرة حقًا مثل مانيكواغان أو تشيككسولوب تحدث في المتوسط ​​مرة واحدة كل 150 - 200 مليون سنة. ربما نكون قد انقرضنا بالفعل بحلول الوقت الذي تضرب فيه الضربة التالية.


سيكون من الأفضل للأرض إذا اصطدمت المركبة بالقمر ...

في إجابة Worldbuilding هذه ، استخدمت ورقة عن حركية المقذوفات لإجراء حسابات لسرعة القذف عند الاصطدام. بدون الخوض في الكثير من التفاصيل هنا ، فإن الكثير من المقذوفات من مصادم كبير لن تتجاوز سرعة هروب القمر البالغة 2.38 كم / ثانية. يمكنك فحص الشكل 7 من الورقة المرتبطة التي توضح العلاقة اللوغاريتمية بين سرعة القذف وحافة الحفرة. يمكن فقط للمواد التي تقع على بعد بضع عشرات من الأمتار من حافة الفوهة المتكونة أن تصل إلى السرعة اللازمة للهروب من جاذبية القمر.

تزداد كتلة الكويكب مع زيادة مكعب نصف قطره ؛ بينما كتلة المواد في الداخل $ n $ أمتار من حافة فوهة البركان تزداد مع نصف القطر ؛ لذلك من الواضح أنه كلما زاد حجم النيزك نفسه ، انخفض خطر أي مقذوف محتمل مقارنة بالمصادم الأصلي.

علاوة على ذلك ، فإن المواد المقذوفة من القمر لديها القدرة على الهبوط مرة أخرى على القمر ، أو الدخول في مدار مستقر للأرض ، أو طردها من نظام الأرض والقمر ؛ لذا فإن جزءًا فقط (ربما صغيرًا) من مقذوفات القمر من شأنه أن يهدد الأرض.

بشكل عام ، تكون الصخور الأصغر والأقل أفضل بكثير من الصخور الكبيرة عندما يتعلق الأمر بالتعرض للأشياء (ربما باستثناء الزجاج الأمامي لسيارتك).

... ما لم يكن المصادم قد دفع القمر إلى الأرض.

بالطبع ، هناك دائمًا احتمال أن يؤدي اصطدام كبير جدًا جدًا بالقمر إلى مدار مختلف ، من المحتمل أن يؤثر في النهاية على الأرض. من الواضح أن هذا سيكون أسوأ سيناريو. التغييرات الكبيرة في مدار القمر ، حتى لو لم تتسبب هذه التغييرات في حدوث تصادم مع الأرض ، من المحتمل أن تحدث أضرارًا كبيرة من حيث المد والجزر ؛ ليس فقط المد والجزر في المحيطات ولكن أيضًا التأثير غير المفهوم جيدًا لقوى المد والجزر على وشاح الأرض.

على كل حال؛ ربما يكون من الأفضل لمصادم كبير أن يضرب القمر بدلاً من الأرض ، ولكن ربما يكون أسوأ بكثير.


يكشف العلماء عن 3 خطوات للدفاع عن الأرض من تأثيرات الكويكبات الكارثية

حان الوقت لنكون جادين بشأن خططنا لإنقاذ العالم.

في عام 1998 الكارثة، فرصة البشرية الوحيدة للبقاء على قيد الحياة معلقة على قيام بروس ويليس بتفجير كويكب في الفضاء ، قبل ثوانٍ من اصطدامه بالأرض والقضاء على الجنس البشري. لسوء الحظ ، بالعودة إلى العالم الحقيقي وبعد أكثر من عقدين من الزمن ، فإن خطط الحياة الواقعية لصرف أي كويكب محتمل في مسار تصادم مع الأرض ليست أكثر تقدمًا - ويميل بروس ويليس إلى أن يكون محظوظًا.

الآن ، طور العلماء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ثلاث استراتيجيات يمكن أن تساعد في إنقاذ الأرض - وأنواعنا - من اصطدام كويكب مدمر. وهذا هو الشيء: قد يعمل أحدهم بالفعل.

الكارثة قد يكون خيالًا ، لكن الحقيقة هي أن لدينا سببًا وجيهًا للقلق بشأن تأثيرات الكويكبات. منذ حوالي 65 مليون سنة ، ضرب كويكب ضخم الأرض وقضى على الديناصورات. يمكن أن يحدث مرة أخرى - وإذا حدث ذلك ، فسيكون له عواقب وخيمة على الحياة على الأرض. تراقب فرق العلماء السماء بحثًا عن هذه الكويكبات العملاقة ، وتتبع الأجسام التي تمر عبر نظامنا الشمسي وفرص اصطدامها بالأرض.

تعتمد أساليب الانحراف الحالية على إستراتيجية أسلوب فرصة واحدة ، فرصة واحدة تراهن على الحياة كما نعرفها على نجاح المحاولة الأولى والوحيدة. لكن في دراسة جديدة ، دعا باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إلى إلغاء نهج كل شيء أو لا شيء ووضع الخطوط العريضة لثلاث خطوات يمكن أن تساعد في تحويل مسار الكويكبات المتجهة إلى الأرض.

  1. أ مركبة مدارية تعمل بالاستشعار عن بعد لوصف شكل الكويكب وتوزيع كتلته وخصائص سطحه ومواده.
  2. أ المستشعر لقياس مسارها.
  3. ان المصادم (أي صاروخ من نوع ما) لدفع الكويكب بعيدًا عن مساره والعودة إلى الفضاء.

يقول أوليفييه دي ويك ، الأستاذ في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة: "معظم الأبحاث المتعلقة بفهم وتحريف الكويكبات التي يمكن أن تهدد الأرض ، يندرج هذا تحت عنوان الدفاع الكوكبي". معكوس.

"معظم كل ما ستجده هناك يعتمد على فكرة لقطة واحدة. لديك طلقة واحدة في هذا وهذا كل شيء. هذا ما أردنا أن نتحدى ، لا ، أنت لا تحصل على طلقة واحدة فقط "، كما يقول.

تم تفصيل الإرشادات الجديدة في ورقة بحثية نُشرت هذا الأسبوع في المجلة اكتا الفضاء.

خطة من 3 خطوات

بدلاً من الاعتماد على نجاح مهمة واحدة ، إما كل شيء أو لا شيء ، فإن مهمة انحراف الكويكب المثالية هي بدلاً من ذلك عملية من ثلاث خطوات ، كما يقول الباحثون.

يقول دي ويك: "إذا كان لديك ما يكفي من الوقت وتريد احتمالية عالية للنجاح ، فإن ما تفعله هو إرسال ثلاث مهام".

المهمة الأولى: تميز

ستشمل المهمة الأولى مسبارًا أوليًا للاستشعار عن بعد لتوصيف شكل الكويكب وتوزيع كتلته وخصائص سطحه والمواد التي يتكون منها.

قد تكون هذه الخطوة الأولية مماثلة لخطوة OSIRIS-REx التابعة لوكالة ناسا ، والتي تم إطلاقها في عام 2016 وتدور حاليًا حول بينو ، وهو كويكب يحتمل أن يكون خطيرًا يمكن أن يهدد الأرض يومًا ما. تم تصميم OSIRIS-REx لرسم خريطة للكويكب وإعادة عينة من سطحه إلى الأرض للعلماء لدراستها.

بمجرد أن يميز المسبار الكويكب ، تبدأ الخطوة الثانية.

المهمة الثانية: المسار

تتضمن الخطوة التالية مهمة اصطدام صغيرة مصممة لضرب الكويكب يكفى لقياس مساره - لن يكون هذا التأثير قويًا بما يكفي لصرف الكويكب أو تغيير مساره.

هاتان الخطوتان الأوليان مهمتان قبل الخطوة الأخيرة لصرف الكويكب بالكامل. يقول الباحثون إنهما سيساعدان العلماء معًا في تفسير المتغيرات والشكوك المختلفة.

"لم ينظر أحد بجدية في تأثير عدم اليقين ، ماذا لو كنت لا تعرف الكويكب جيدًا حقًا؟" يقول دي ويك.

"يمكنك في الواقع جعل الأمور أسوأ بدلاً من تحسينها."

في أسوأ السيناريوهات ، يقارن الكويكب بتفاحة أصيبت برصاصة. سوف تمر الرصاصة مباشرة ، ويكون لها تأثير ضئيل جدًا على التفاحة نفسها.

في أفضل السيناريوهات ، سيعرف العلماء ما يكفي عن الكويكب في وقت مبكر لتمكين المرحلة الثالثة - التأثير.

المهمة الثالثة: الأثر

بمجرد اكتمال الخطوتين الأولى والثانية ، فإن الخطوة الثالثة هي إطلاق دفاع مضاد. يقول الباحثون إن المصادم المثالي هو المصادم الحركي الأساسي ، والذي يعمل عن طريق إطلاق قذيفة في الفضاء لدفع الكويكب في اتجاه مختلف.

سيكون هذا في الأساس صاروخًا قادرًا على إحداث تأثير كبير بما يكفي على الكويكب بحيث لا ينفجر من خلاله ، ولكنه بدلاً من ذلك سيرمي به عن مساره ويعود إلى الفضاء.

نأمل أن تنقذ هذه المرحلة الأخيرة والأخيرة مصير البشرية و ليس تؤدي إلى موتنا الناري بالكويكب (أو بالصدفة).

لكن هذه الاستراتيجية لا تزال تعتمد على مقدار الوقت المتاح لك قبل الاصطدام.

وقت التحذير

أسس الباحثون الخطة الجديدة المكونة من 3 خطوات على كويكبين ، بينو وأبوفيس.

أبوفيس هو كويكب قريب من الأرض يبلغ قطره 370 مترًا. سُمي هذا الكويكب على اسم إله الفوضى المصري القديم ، وقد تسبب في حالة من الذعر في ديسمبر 2014 ، عندما قدر العلماء أن هناك احتمالًا بنسبة 2.7٪ أنه قد يضرب الأرض في عام 2029.

استندت هذه المخاوف إلى فكرة أن أبوفيس سيمر عبر ثقب مفتاح الجاذبية - وهي منطقة في مجال الجاذبية الأرضية من شأنها أن تسحب بشكل أساسي مسار الكويكب.

بمجرد أن يمر كويكب عبر ثقب المفتاح ، فهذا يعني أنه يكاد يكون مضمونًا أنه سيصطدم بالأرض خلال مداره التالي حول الشمس. والذي ، في حالة أبوفيس ، سيكون عام 2036.

يقول دي ويك: "تعتمد الإستراتيجية المثلى على مقدار وقت التحذير قبل مرور ثقب المفتاح".

لحسن الحظ ، أدت الملاحظات اللاحقة إلى تهدئة هذه المخاوف - أبوفيس ليس في مسار تصادم مع الأرض. لكن قبل ستة أعوام ، كانت احتمالات حدوث تصادم 1 في 300 - قريبة بشكل مثير للقلق ، إذا سألتنا.

يقول دي ويك إنه إذا كان هناك متسع من الوقت ، فستكون العقبة الأكبر هي تغيير الموقف العام حول مهمات الفضاء.

يقول إن أبحاث الدفاع الكوكبي هي مجال حديث العهد ، يمتد خلال العقدين الماضيين فقط. نتيجة لذلك ، فهي ليست متقدمة إلى هذا الحد. مزيد من الوقت يعني المزيد من العلم الصعب لبناء أي مهمات لإنقاذ الأرض - وفرصة أكبر للنجاح.

في الوقت نفسه ، هناك مشكلة ثقافية في كيفية تصورنا للمهمات الفضائية - فنحن نميل إلى إرسال مركبة فضائية واحدة فقط في كل مرة ، وانتظار النتائج ، ثم إرسال مهمة متابعة. قد يؤدي هذا النهج الفردي إلى إعاقة العلماء في حالة الطوارئ.

يقول دي ويك: "يتمثل جزء من العمل هنا في تغيير التفكير والتفكير فيه أساسًا من خلال نهج الحملة ، حيث تقوم بإرسال أقمار صناعية متعددة لتحقيق هدف لا يمكن لقمر صناعي واحد تحقيقه".

"بمجرد أن تفكر في الأمر على أنه حملة ، يكون لديك الكثير من درجات الحرية ، وهناك الكثير من الاحتمالات حول كيفية حل المشكلة."


أفكار لحماية الأرض من تأثيرات الكويكبات المحتملة

ما لم يكن لدى الجسم المحطم ما يكفي من الوقت ودلتا- V للتشتت بعيدًا بما فيه الكفاية ، فإن جاذبية الأرض ستجذب الشظايا.

وحتى الشظايا التي لا تظهر في المسار الأول قد يتم تغيير مدارها لتشكل تهديدًا في المستقبل القريب.

نزوة:
قد تكون الخطة الأكثر أمانًا هي اصطدامها بالقمر.
/

أعتقد أن هناك حل دلتا vee يمكن تطبيقه مبكرًا بما فيه الكفاية بحيث لا يهم إذا كان المسار دقيقًا بنسبة 100٪ أم لا لأن التغيير المبكر سيدفع الكائن بعيدًا عن التأثير المحتمل.

في هذه العملية ، قد يمر المسار الفعلي للكائن عبر تقاطع أرضي (اتجاه خاطئ) ، ولكن سينتهي به الأمر خارج نطاق اعتراض على الجانب الآخر.

ولكن إذا لم يكن لديك الوقت أو الطاقة لإجراء تغيير كبير في المسار ، فعليك أن تكون دقيقًا.

لا أعتقد أنها ستكون فعالة للغاية.

الموجات الصوتية (الصوتية) لا تنتشر في الفراغ. إذا كان من خلال & quoteduce الكتلة & quot ، تقصد الانقسام إلى أجزاء أصغر ، فإن ما تفعله في الواقع (تحذير القياس) هو تحويل كرة مدفع كبيرة جدًا إلى انفجار بندقية من العديد من قذائف المدفع الأصغر. إذا كانت قذائف المدفعية الأصغر (أو معظمها على أي حال) أقل من الحجم الذي تم تدميرها فيه عن طريق الدخول إلى الغلاف الجوي ، فيمكنك حينئذٍ تخفيف بعض الضرر. انفجارات الهواء من النيازك الكبيرة التي تنفجر في الغلاف الجوي تسبب الكثير من الضرر أيضًا. لذلك قد لا يكون فوزًا بنسبة 100٪.

سيكون لكرات & quotcannon & quot تقريبًا نفس الخصائص المدارية مع تغييرات طفيفة جدًا في المسار الأصلي ، لذلك سيكون عليك القيام بمحاولة الكسر هذه بعيدًا جدًا للحصول على انحراف كافٍ بحيث تفوت معظم كرات المدفع الأرض تمامًا.

لا أعرف شيئًا عن الليزر - الطاقة المطلوبة ستكون كبيرة جدًا.

لسوء الحظ ، لا ، تغيير الكتلة لن يغير المسار بأي قدر مفيد. هذا ما اشتهر به جاليليو. مع الأخذ في الاعتبار أن المسارات المدارية تحددها الجاذبية ، يمكننا أن ننظر في تجاربه التي أسقطت أجسامًا ثقيلة وخفيفة ، ونلاحظ أنها تسقط بالمعدل نفسه. لذا فإن التقدم في أي جسم يدور حوله يظل عمليا دون تغيير مع تغير الكتلة.

ومع ذلك ، فإن الطريقة التي تتغير بها الكتلة تحدث فرقًا كبيرًا في العالم. أي كتلة يفقدها الجسم يجب أن تذهب إلى مكان ما وفي اتجاه ما. هذا هو ما يسمى بـ "كتلة رد الفعل" التي يتحدث عنها الناس غالبًا عند مناقشة هذه الأنواع من المشاكل (أو السفر إلى الفضاء بشكل عام). عندما تترك بعض الكتلة الجسم في اتجاه واحد (x) ، فإن الكتلة المتبقية من الجسم تحصل على دفعة في الاتجاه المعاكس (-x).

أعتقد أن هذا سيكون أيضًا مكانًا جيدًا لذكر شيء عن جرارات الجاذبية. غالبًا ما يتم طرح السؤال حول كتلة الجرار نفسه. في الواقع ، أعتقد أنه ربما تم ذكره سابقًا في نفس المحادثة أن الجرار سيحتاج إلى كتلة كافية لممارسة سحب الجاذبية على الجسم. في الواقع ، تعتمد فكرة جرار الجاذبية كليًا على جاذبية الجسم. هذه هي الرابطة التي تمسك الجسم والجرار معًا ، بحيث تحرك دفعة واحدة كلاهما. ما زلت أعتقد أن هذه الخطة بها العديد من المشاكل ، لكن كتلة الجرار ليست من بينها.


اكتشف علماء الفلك أحد عشر كويكبًا خطيرًا يمكن أن يؤثر على الأرض

أظهر ثلاثة علماء فلك من لايدن أن بعض الكويكبات التي تعتبر غير ضارة في الوقت الحالي ، يمكن أن تصطدم بالأرض في المستقبل. أجروا أبحاثهم بمساعدة شبكة عصبية اصطناعية. تم قبول النتائج للنشر في المجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.

باستخدام حاسوب عملاق ، قام الباحثون بدمج مدارات الشمس وكواكبها إلى الأمام في الوقت المناسب لمدة 10000 عام. بعد ذلك ، قاموا بتتبع المدارات في الوقت المناسب أثناء إطلاق الكويكبات من سطح الأرض & # 8217s. أثناء الحساب العكسي ، قاموا بتضمين الكويكبات في عمليات المحاكاة من أجل دراسة توزيعاتها المدارية في تاريخ اليوم & # 8217s. بهذه الطريقة ، حصلوا على قاعدة بيانات للكويكبات الافتراضية التي علم الباحثون أنها ستهبط على سطح الأرض.

إعادة عقارب الوقت إلى الوراء

يوضح عالم الفلك وخبير المحاكاة Simon Portegies Zwart: "إذا رجعت عقارب الساعة ، فسترى الكويكبات المعروفة تهبط مرة أخرى على الأرض. بهذه الطريقة ، يمكنك إنشاء مكتبة لمدارات الكويكبات التي هبطت على الأرض ". ثم عملت مكتبة الكويكبات كمواد تدريبية للشبكة العصبية.

أحد عشر كويكبًا خطيرًا

تم إجراء المجموعة الأولى من الحسابات على كمبيوتر Leiden الفائق ALICE الجديد ، لكن الشبكة العصبية تعمل على كمبيوتر محمول بسيط. يسمي الباحثون طريقتهم معرّف الكائنات الخطرة (HOI) ، والتي تعني & # 8216hi & # 8217 أو & # 8216hello & # 8217 باللغة الهولندية.

يمكن للشبكة العصبية التعرف على الأجسام القريبة من الأرض المعروفة. بالإضافة إلى ذلك ، يحدد HOI أيضًا عددًا من الكائنات الخطرة التي لم يتم تصنيفها مسبقًا على هذا النحو. على سبيل المثال ، اكتشف HOI أحد عشر كويكبًا ، بين عامي 2131 و 2923 ، يقترب أكثر من عشرة أضعاف المسافة بين الأرض والقمر ويبلغ قطرها أكثر من مائة متر.

تغطي المدارات الفوضوية الكويكبات

لم يتم تحديد هذه الكويكبات من قبل على أنها خطرة لأن مدار هذه الكويكبات فوضوي للغاية. نتيجة لذلك ، لم يتم ملاحظتها من خلال البرامج الحالية من المؤسسات الفضائية ، والتي تستند إلى حسابات الاحتمالات التي تستخدم عمليات محاكاة القوة الغاشمة باهظة الثمن.

منع التأثير

وفقًا لـ Portegies Zwart ، فإن البحث ليس سوى تمرين أولي: "نحن نعلم الآن أن طريقتنا تعمل ، لكننا نود بالتأكيد التعمق في البحث باستخدام شبكة عصبية أفضل ومع مزيد من المدخلات. الجزء الصعب هو أن الاضطرابات الصغيرة في حسابات المدار يمكن أن تؤدي إلى تغييرات كبيرة في الاستنتاجات.

يأمل الباحثون في إمكانية استخدام شبكة عصبية اصطناعية في المستقبل لاكتشاف الأجسام الخطرة المحتملة. هذه الطريقة أسرع بكثير من الطرق التقليدية التي تستخدمها المنظمات الفضائية في الوقت الحاضر. يقول الباحثون إنه من خلال ملاحظة كويكب في مسار تصادم مبكرًا ، يمكن للمنظمات أن تفكر عاجلاً في استراتيجية لمنع التأثير.

المرجع: & # 8220 تحديد الكويكبات التي تصطدم بالأرض باستخدام شبكة عصبية اصطناعية & # 8221 بواسطة John D. Hefele و Francesco Bortolussi و Simon Portegies Zwart ، 4 فبراير 2020 ، علم الفلك والفيزياء الفلكية.
DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 201935983


كيف ستنجم الكويكبات عن طريق التعدين؟

نظرًا لأن البشر محصورون حاليًا في مدار الأرض ولم يعودوا بعد إلى القمر أو الهبوط على المريخ ، فإن فرص وجود رحلات استكشافية مأهولة للكويكبات ضئيلة. ومع ذلك ، هناك عدد من البدائل القابلة للتطبيق.

تعد الطريقة التقليدية للتعدين & # 8211 حفر عمود في الصخرة & # 8211 خيارًا واحدًا ، ولكن لها بعض المشاكل المرتبطة بها. أولاً ، ستحتاج إلى معرفة أفضل موقع على الكويكب لمنجم ، وثانيًا ، ستحتاج بعد ذلك إلى تسليم المواد الملغومة إلى منشأة معالجة.

تتضمن فكرة أخرى كشط مادة سائبة عن سطح الكويكب بمغرفة. هذا يمكن أن يكون فعالا بشكل خاص على الكويكبات "كومة الأنقاض". تتجمع الصخور الكبيرة بشكل أساسي معًا ، وهذا هو المكان الذي يُعتقد أن مادة السطح الرخوة تكون أكثر وفرة.

وبالمثل ، يمكن طلاء أسطح الكويكبات المعدنية بحبيبات من مادة يمكن بعد ذلك جمعها بمغناطيس.

تحتوي الكويكبات الأخرى على معادن رطبة ومياه يمكن استخلاصها عن طريق تسخين الكويكب إلى درجة حرارة عالية. يعمل هذا مثل اقتراب مذنب من الشمس مع اقتراب المذنب ، ويعاني من درجات حرارة أعلى ويبدد السوائل المجمدة كبخار. وبالمثل ، في الاختبارات المعملية ، تم استخراج الماء من الثرى الكويكب المحاكى كبخار ماء ، والذي يمكن بعد ذلك تكثيفه في ماء سائل.

يمكن استخدام تقنية تسخين أخرى ، تسمى عملية موند ، على كويكبات النيكل والحديد. عن طريق تمرير أول أكسيد الكربون فوق الكويكب الساخن ، يتم إطلاق الغازات القائمة على النيكل والحديد. يمكن بعد ذلك إزالة النيكل والحديد من الغاز ، تاركين وراءهما المعادن المطلوبة.

خيار آخر هو آلات النسخ الذاتي. المفهوم هنا هو أنه يمكن بناء منشأة آلية داخل حزام الكويكبات. يمكن لهذا المرفق بعد ذلك بناء المزيد من الآلات والمرافق الأخرى من المواد الخام المستخرجة من الكويكبات.

على الرغم من أن هذه الفكرة لا تزال تكمن في عالم الخيال العلمي ، إلا أنه يعتقد أنها قد تكون ممكنة في غضون عقدين إلى أربعة عقود ويمكن أن تصبح حقيقة عندما يبدأ تعدين الكويكب نفسه.


قد يكون كويكب قريب من الأرض يمر بنا في ديسمبر صاروخًا قديمًا على القمر

اكتشف علماء الفلك جسمًا صغيرًا في الفضاء سيمر بالأرض في 1 ديسمبر 2020 بهامش صغير يبلغ 50000 كيلومتر فقط. ليس هذا فقط ، ولكن جاذبية كوكبنا ستغير مساره كثيرًا لدرجة أنه سيصبح قمرًا مؤقتًا للأرض!

ها هو الشيء الحقيقي: هذا الشيء شبه مؤكد ليس كويكب. بدلاً من ذلك ، يعتقد علماء الفلك أنه في الواقع صاروخ معزز مستهلك من مهمة القمر الروبوتية التي تم إطلاقها في عام 1966!

المزيد من علم الفلك السيئ

[تحديث (2 ديسمبر 2020): بعد إغلاقها في 1 ديسمبر ، أكد علماء الفلك أن 2020 SO هو بالفعل صاروخ Centaur العلوي. باستخدام مرفق تلسكوب الأشعة تحت الحمراء التابع لناسا ، لاحظوا كلاً من 2020 SO وصاروخ Centaur المعروف في مدار الأرض للمقارنة. تطابق الطيفان جيدًا بما يكفي لاستنتاج أن 2020 SO ليس كويكبًا طبيعيًا ولكن بدلاً من ذلك الصاروخ الذي ساعد في إطلاق Surveyor 2 إلى القمر (مع نتائج مؤسفة انظر النص أدناه). حل اللغز!

يُظهر تعريض ضوئي واحد مدته دقيقة واحدة مسار 2020 SO أثناء تحركه عبر السماء. يصبح أكثر إشراقًا وخفتًا حيث ينهار مرة كل 9 ثوانٍ تقريبًا ، مما يغير كمية ضوء الشمس التي يعكسها لنا. الائتمان: جيانلوكا ماسي / مشروع التلسكوب الافتراضي 2.0

تم اكتشاف الجسم ، المسمى 2020 SO ، في سبتمبر 2020 بواسطة تلسكوب Pan-STARRS ، الذي يقوم بمسح السماء بحثًا جزئيًا عن الأجسام القريبة من الأرض. لم يستغرق الأمر وقتًا طويلاً لرؤية أن المدار كان غريبًا ... من حيث أنه كان كذلك معروف. حجمها وشكلها وهندستها قريبة بشكل غريب من مدار الأرض.

قد يكون ذلك غير معتاد بالنسبة لكويكب ، ولكن هذا هو ما تتوقعه تمامًا من صاروخ معزز أو مسبار فضائي. لذلك تتبع علماء الفلك المدار إلى الوراء ، ووجدوا شيئًا مذهلاً: في سبتمبر 1966 كان قريبًا جدًا من الأرض! إذا كان كويكبًا ، فهذا يعني أنه مر بنا في ذلك الوقت ، ولكن إذا كان في الواقع من مهمة فضائية ، فقد يكون هذا هو تاريخ الإطلاق.

وكما يحدث هناك كنت تم إطلاق مركبة فضائية بعد ذلك: Surveyor 2 ، وهي مهمة لهبوط مسبار على القمر.

مرحلة عليا من Centaur مثل تلك التي عززت Surveyor 2 إلى القمر. قد يكون الكائن 2020 SO عبارة عن معزز Centaur المستهلك. الائتمان: ناسا

في الواقع ، إنه يتحسن. تم إطلاق Surveyor 2 في 20 سبتمبر 1966 باستخدام صاروخ أطلس سنتور. كان أداء المرحلة الأولى من أطلس جيدًا ، ثم دفعت المرحلة العليا من Centaur المركبة الفضائية نحو القمر. ومع ذلك ، فقد انحرف تصحيح منتصف المسار الذي أجراه Surveyor 2 ، مما تسبب في سقوط المركبة الفضائية التي لا يمكن استردادها. وقد ارتطم بالقمر بعد أيام بسرعة 10،000 كم / ساعة. أوتش.

لكن تلك المرحلة الثانية ، معزز Centaur ، استمرت. مر عبر القمر وذهب إلى مدار حول الشمس.

هل يمكن أن يكون 2020 هو صاروخ Centaur؟

فمن المحتمل جدا. يشير سطوع 2020 SO إلى أنه ما يقرب من 4-10 أمتار. يبلغ حجم القنطور حوالي 3 × 13 مترًا ، بحيث يناسبك.

وهناك سبب أكثر دقة للاعتقاد بأنهما متماثلان أيضًا. تظهر القياسات الدقيقة للغاية لمدار الجسم أنه يتأثر بشدة بضغط ضوء الشمس. اصطدمت الفوتونات القادمة من الشمس بالجسم وتنعكس بعيدًا ، وتغير زخمها بمرور الوقت. تعمل هذه القوة (المشابهة لتأثير YORP) على تغيير مدار الجسم ببطء ، لكنها أكثر وضوحًا للأجسام الأقل كتلة (لذلك ، عادةً ما تكون أصغر). معزز الصاروخ المستهلك عبارة عن أنبوب مجوف كبير ، لذا يجب أن يكون هذا التأثير قويًا ... تمامًا كما وجد علماء الفلك.

المصدر: فيديو 1: NASA / JPL-Caltech (https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php؟release=2020-216) فيديو 2: Tony873004 - عمل خاص ، CC BY-SA 4.0 (https : //en.wikipedia.org/wiki/2020_SO#/media/ الملف: 2020SO_b.gif)

نظرًا لأن مدار 2020 SO يشبه إلى حد كبير مدار الأرض ، عندما يتفوق أحدهما على الآخر ، يحدث ذلك ببطء نسبيًا (مثل سيارتين على طريق سريع قد تتحرك بسرعة ، ولكن من إحدى السيارات يبدو أن الأخرى تمر بوتيرة بطيئة). في تشرين الثاني (نوفمبر) 2020 ، انتقلت إلى ما يُعرف باسم Earth's Hill sphere ، وهو حجم الفضاء حول الأرض حيث تهيمن جاذبية كوكبنا على الشمس. يبلغ نصف قطر هذا الحجم حوالي 1.5 مليون كيلومتر.

عادةً ما يمر جسم بين الكواكب من خلاله ، لكن 2020 SO يتحرك ببطء بما يكفي لالتقاطه الأرض. لمدة قصيرة. سيستغرق الأمر حوالي أربعة أشهر لعمل حلقة واحدة كبيرة حولنا ، ثم في الممر الثاني ، ستمنحها جاذبية القمر والأرض طاقة كافية للهروب مرة أخرى ، لتصبح مرة أخرى قمرًا صناعيًا للشمس.

عندما يقترب في كانون الأول (ديسمبر) ، يأمل علماء الفلك أن يتمكنوا من الحصول على ملاحظات عنه تخبرنا بتكوينها. هذا يمكن أن يحسم قضية أصلها.

في نوفمبر 1969 ، هبطت أبولو 12 بالقرب من Surveyor 3 ، والتي كانت قد هبطت بنجاح على سطح القمر قبل عامين. تظهر هذه اللقطة آل بين بجانب المسبار. كانوا قادرين على إزالة أجزاء من المسبار للعودة إلى الأرض لفحصها. الائتمان: ناسا

سألاحظ أن هذا حدث من قبل ، مع مرور الأجهزة الفضائية القديمة على الأرض والخطأ في البداية على أنها كويكب. أيضًا ، لدينا أقمار مؤقتة أيضًا! دَار الكويكب 2020 CD3 حول الأرض لبضع سنوات قبل أن يغادر مرة أخرى في وقت سابق من عام 2020. ودار كويكب آخر ، 2006RH120 ، حول الأرض لبضعة أشهر في 2006/7. بعد أن احترق جسم آخر (قطره 20 سم فقط) في غلافنا الجوي على شكل نيزك بعد أن دار حول الأرض لفترة من الوقت أولاً أيضًا.

هذه الملقب مينيمون، على الرغم من أن المصطلح الفني الأشياء التي تم التقاطها مؤقتًاأو TCOs. إنها نزوة في ميكانيكا المدارات ، لكنها مثيرة للاهتمام. أتساءل عما إذا كان بإمكاننا ، في المستقبل غير البعيد ، إرسال مسبار فضائي إلى واحد ، لأن سرعته البطيئة بالنسبة لنا تجعله هدفًا مثيرًا.

. ولكن يا لها من مفاجأة إذا اتضح ، مثل 2020 SO ، أنها المرحلة العليا التي تم إنفاقها من مهمة فضائية قديمة بدلاً من كويكب! هذا سيكون رائع. قد يصاب العلماء بخيبة أمل ، لكنني أراهن أنه ستكون هناك بيانات هندسية مثيرة للاهتمام - على سبيل المثال ، التعرية من الرياح الشمسية ، أو تأثيرات النيازك الدقيقة - والتي من شأنها أن تسيل لعاب علماء الصواريخ للحصول على أيديهم. وإذا كان كويكبًا ، حسنًا ، فلن يكون ذلك سيئًا أيضًا.

ابقي على اتصال. في غضون أسابيع قليلة ، يجب أن نعرف الكثير عن هذا الزائر المبهم من الفضاء.


13.1 الكويكبات

توجد الكويكبات في الغالب في الفضاء الواسع بين المريخ والمشتري ، وهي منطقة من النظام الشمسي تسمى حزام الكويكبات. الكويكبات صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بدون تلسكوب ، ولم يتم اكتشاف أولها حتى بداية القرن التاسع عشر.

اكتشاف ومدارات الكويكبات

في أواخر القرن الثامن عشر ، كان العديد من علماء الفلك يبحثون عن كوكب إضافي اعتقدوا أنه يجب أن يوجد في الفجوة بين مداري المريخ والمشتري. اعتقد عالم الفلك الصقلي جيوفاني بيازي أنه اكتشف هذا الكوكب المفقود في عام 1801 ، عندما اكتشف أول كويكب (أو كما سُمي لاحقًا ، "كوكب صغير") يدور على مسافة 2.8 AU من الشمس. وسرعان ما تبع اكتشافه ، الذي أطلق عليه اسم سيريس ، اكتشاف ثلاثة كواكب صغيرة أخرى في مدارات مماثلة.

من الواضح أنه لم يكن هناك كوكب واحد مفقود بين المريخ والمشتري بل مجموعة كاملة من الأجسام ، كل منها أصغر بكثير من قمرنا. (ظهر تاريخ اكتشاف مشابه في حركة بطيئة في النظام الشمسي الخارجي. تم اكتشاف بلوتو خارج نبتون في عام 1930 وكان يُطلق عليه في البداية كوكب ، ولكن في أوائل القرن الحادي والعشرين ، تم العثور على العديد من الأجسام المماثلة الأخرى. نحن الآن نسميها كلهم كواكب قزمة.)

بحلول عام 1890 ، تم اكتشاف أكثر من 300 من هذه الكواكب الصغيرة أو الكويكبات بواسطة مراقبين ذوي عيون حادة. في ذلك العام ، قدم ماكس وولف في هايدلبرغ التصوير الفلكي للبحث عن الكويكبات ، مما أدى إلى تسريع اكتشاف هذه الأجسام الخافتة بشكل كبير. في القرن الحادي والعشرين ، استخدم الباحثون الكاميرات الإلكترونية التي تعمل بالكمبيوتر ، وهي قفزة أخرى في التكنولوجيا. أكثر من نصف مليون كويكب الآن لها مدارات محددة جيدًا.

يتم إعطاء الكويكبات عددًا (يتوافق مع ترتيب الاكتشاف) وأحيانًا اسمًا أيضًا. في الأصل ، تم اختيار أسماء الكويكبات من آلهة في الأساطير اليونانية والرومانية. بعد استنفاد هذه الأسماء النسائية وغيرها (بما في ذلك ، فيما بعد ، أسماء الأزواج ، والأصدقاء ، والزهور ، والمدن ، وغيرها) ، لجأ علماء الفلك إلى أسماء الزملاء (وغيرهم من الأشخاص المتميزين) الذين يرغبون في تكريمهم. على سبيل المثال ، تم تسمية الكويكبات 2410 و 4859 و 68448 باسم Morrison و Fraknoi و Sidneywolff ، لكبار المؤلفين الثلاثة لهذا الكتاب المدرسي.

أكبر كويكب هو سيريس (رقم 1) ، ويبلغ قطره أقل من 1000 كيلومتر. كما رأينا ، كان سيريس يُعتبر كوكبًا عندما تم اكتشافه ولكن سُمي لاحقًا بالكويكب (الأول من بين العديد من الكواكب). الآن ، تمت إعادة تصنيفه مرة أخرى ويعتبر أحد الكواكب القزمة ، مثل بلوتو (انظر الفصل الخاص بالأقمار) والخواتم وبلوتو). ومع ذلك ، ما زلنا نجد أنه من الملائم مناقشة سيريس باعتباره أكبر الكويكبات. كويكبان آخران ، بالاس وفيستا ، يبلغ أقطارهما حوالي 500 كيلومتر ، وحوالي 15 كويكب آخر أكبر من 250 كيلومتر (انظر الجدول 13.1). يزداد عدد الكويكبات بسرعة مع تناقص حجم الأجسام التي يبلغ عرضها 10 كيلومترات أكثر من 100 كيلومتر. بحلول عام 2021 ، اكتشف علماء الفلك أكثر من مليون كويكب.

ارتباط بالتعلم

مركز الكواكب الصغيرة هو مستودع عالمي للبيانات حول الكويكبات. قم بزيارته عبر الإنترنت للتعرف على أحدث الاكتشافات المتعلقة بالأجسام الصغيرة في نظامنا الشمسي. (لاحظ أن بعض المواد الموجودة على هذا الموقع تقنية ومن الأفضل النقر فوق علامة تبويب القائمة لـ "عام" للحصول على مزيد من المعلومات على مستوى هذا الكتاب المدرسي.)

# اسم عام الاكتشاف المحور السامي المدار (AU) القطر (كم) فئة التركيب
1 سيريس 1801 2.77 940 ج (كربوني)
2 بالاس 1802 2.77 540 ج (كربوني)
3 جونو 1804 2.67 265 S (صخري)
4 فيستا 1807 2.36 510 بازلتي
10 هيجيا 1849 3.14 410 ج (كربوني)
16 روح 1852 2.92 265 م (معدني)
31 يوفروسين 1854 3.15 250 ج (كربوني)
52 يوروبا 1858 3.10 280 ج (كربوني)
65 سايبيل 1861 3.43 280 ج (كربوني)
87 سيلفيا 1866 3.48 275 ج (كربوني)
451 صبر 1899 3.06 260 ج (كربوني)
511 دافيدا 1903 3.16 310 ج (كربوني)
704 انترامنيا 1910 3.06 310 ج (كربوني)

تدور جميع الكويكبات حول الشمس في نفس اتجاه الكواكب ، وتقع معظم مداراتها بالقرب من المستوى الذي تدور فيه الأرض والكواكب الأخرى. توجد غالبية الكويكبات في حزام الكويكبات ، وهي المنطقة الواقعة بين المريخ والمشتري والتي تحتوي على جميع الكويكبات ذات الفترات المدارية بين 3.3 إلى 6 سنوات (الشكل 13.2). على الرغم من وجود أكثر من 75 ٪ من الكويكبات المعروفة في الحزام ، إلا أنها ليست متقاربة (كما يتم تصويرها أحيانًا في أفلام الخيال العلمي). حجم الحزام كبير جدًا في الواقع ، والتباعد النموذجي بين الأشياء (أقل من 1 كيلومتر في الحجم) هو عدة ملايين من الكيلومترات. (كان هذا من حسن حظ المركبات الفضائية مثل جاليليو وكاسيني رشيد، و New Horizons ، التي كانت بحاجة إلى السفر عبر حزام الكويكبات دون اصطدام.)

ومع ذلك ، على مدى التاريخ الطويل لنظامنا الشمسي ، كان هناك عدد كبير من الاصطدامات بين الكويكبات نفسها. في عام 1918 ، اكتشف عالم الفلك الياباني كيوتسوجو هيراياما أن بعض الكويكبات تسقط فيها العائلات، مجموعات ذات خصائص مدارية متشابهة. افترض أن كل عائلة قد تكون ناتجة عن تفكك جسم أكبر أو ، على الأرجح ، من اصطدام كويكبين. اختلافات طفيفة في السرعات التي تركت بها الأجزاء المختلفة مشهد الاصطدام لحساب الانتشار الصغير في المدارات المرصودة الآن للكويكبات المختلفة في عائلة معينة. توجد عشرات من هذه العائلات ، وقد أظهرت الملاحظات أن الأفراد من معظم العائلات لديهم تكوينات متشابهة ، كما نتوقع إذا كانوا أجزاء من أحد الوالدين المشتركين.

ارتباط بالتعلم

You can see a dramatic animated video showing the orbits of 100,000 asteroids found by one sky survey. As the 3-minute video goes on, you get to see the orbits of the planets and how the asteroids are distributed in the solar system. But note that all such videos are misleading in one sense. The asteroids themselves are really small compared to the distances covered, so they have to be depicted as larger points to be visible. If you were in the asteroid belt, there would be far more empty space than asteroids.

Composition and Classification

Asteroids are as different as black and white. The majority are very dark, with reflectivity of only 3 to 4%, like a lump of coal. However, another large group has a typical reflectivity of 15%. To understand more about these differences and how they are related to chemical composition, astronomers study the spectrum of the light reflected from asteroids for clues about their composition.

The dark asteroids are revealed from spectral studies to be بدائي bodies (those that have changed little chemically since the beginning of the solar system) composed of silicates mixed with dark, organic carbon compounds. These are known as C-type asteroids (“C” for carbonaceous). Two of the largest asteroids, Ceres and Pallas, are primitive, as are almost all of the asteroids in the outer part of the belt.

The second most populous group is the S-type asteroids , where “S” stands for a stony or silicate composition. Here, the dark carbon compounds are missing, resulting in higher reflectivity and clearer spectral signatures of silicate minerals. The S-type asteroids are also chemically primitive, but their different composition indicates that they were probably formed in a different location in the solar system from the C-type asteroids.

Asteroids of a third class, much less numerous than those of the first two, are composed primarily of metal and are called M-type asteroids (“M” for metallic). Spectroscopically, the identification of metal is difficult, but for at least the largest M-type asteroid, Psyche, this identification has been confirmed by radar. Since a metal asteroid, like an airplane or ship, is a much better reflector of radar than is a stony object, Psyche appears bright when we aim a radar beam at it.

How did such metal asteroids come to be? We suspect that each came from a parent body large enough for its molten interior to settle out or differentiate, and the heavier metals sank to the center. When this parent body shattered in a later collision, the fragments from the core were rich in metals. There is enough metal in even a 1-kilometer M-type asteroid to supply the world with iron and many other industrial metals for the foreseeable future, if we could bring one safely to Earth.

In addition to the M-type asteroids, a few other asteroids show signs of early heating and differentiation. These have basaltic surfaces like the volcanic plains of the Moon and Mars the large asteroid Vesta (discussed in a moment) is in this last category.

The different classes of asteroids are found at different distances from the Sun (Figure 13.3). By tracing how asteroid compositions vary with distance from the Sun, we can reconstruct some of the properties of the solar nebula from which they originally formed.

Vesta: A Differentiated Asteroid

Vesta is one of the most interesting of the asteroids. It orbits the Sun with a semi-major axis of 2.4 AU in the inner part of the asteroid belt. Its relatively high reflectivity of almost 30% makes it the brightest asteroid, so bright that it is actually visible to the unaided eye if you know just where to look. But its real claim to fame is that its surface is covered with basalt, indicating that Vesta is a differentiated object that must once have been volcanically active, in spite of its small size (about 500 kilometers in diameter).

Meteorites from Vesta’s surface (Figure 13.4), identified by comparing their spectra with that of Vesta itself, have landed on Earth and are available for direct study in the laboratory. We thus know a great deal about this asteroid. The age of the lava flows from which these meteorites derived has been measured at 4.4 to 4.5 billion years, very soon after the formation of the solar system. This age is consistent with what we might expect for volcanoes on Vesta whatever process heated such a small object was probably intense and short-lived. In 2016, a meteorite fell in Turkey that could be identified with a particular lava flow as revealed by the orbiting فجر spacecraft.

Asteroids Up Close

On the way to its 1995 encounter with Jupiter, the Galileo spacecraft was targeted to fly close to two main-belt S-type asteroids called Gaspra and Ida . The Galileo camera revealed both as long and highly irregular (resembling a battered potato), as befits fragments from a catastrophic collision (Figure 13.5).

The detailed images allowed us to count the craters on Gaspra and Ida, and to estimate the length of time their surfaces have been exposed to collisions. The Galileo scientists concluded that these asteroids are only about 200 million years old (that is, the collisions that formed them took place about 200 million years ago). Calculations suggest that an asteroid the size of Gaspra or Ida can expect another catastrophic collision sometime in the next billion years, at which time it will be disrupted to form another generation of still-smaller fragments.

The greatest surprise of the Galileo flyby of Ida was the discovery of a moon (which was then named Dactyl ), in orbit about the asteroid (Figure 13.6). Although only 1.5 kilometers in diameter, smaller than many college campuses, Dactyl provides scientists with something otherwise beyond their reach—a measurement of the mass and density of Ida using Kepler’s laws. The moon’s distance of about 100 kilometers and its orbital period of about 24 hours indicate that Ida has a density of approximately 2.5 g/cm 3 , which matches the density of primitive rocks. Subsequently, both large visible-light telescopes and high-powered planetary radar have discovered many other asteroid moons, so that we are now able to accumulate valuable data on asteroid masses and densities.

By the way, Phobos and Deimos , the two small moons of Mars, are probably captured asteroids (Figure 13.7). They were first studied at close range by the Viking orbiters in 1977 and later by مساح المريخ العالمي. Both are irregular, somewhat elongated, and heavily created, resembling other smaller asteroids. Their largest dimensions are about 26 kilometers and 16 kilometers, respectively. The small outer moons of Jupiter and Saturn were probably also captured from passing asteroids, perhaps early in the history of the solar system.

Beginning in the 1990s, spacecraft have provided close looks at several more asteroids. The Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR) spacecraft went into orbit around the S-type asteroid Eros, becoming a temporary moon of this asteroid. On its way to Eros, the NEAR spacecraft was renamed after planetary geologist Eugene Shoemaker, a pioneer in our understanding of craters and impacts.

For a year, the NEAR-Shoemaker spacecraft orbited the little asteroid at various altitudes, measuring its surface and interior composition as well as mapping Eros from all sides (Figure 13.8). The data showed that Eros is made of some of the most chemically primitive materials in the solar system. Several other asteroids have been revealed as made of loosely bound rubble throughout, but not Eros. Its uniform density (about the same as that of Earth’s crust) and extensive global-scale grooves and ridges show that it is a cracked but solid rock.

Eros has a good deal of loose surface material that appears to have slid down toward lower elevations. In some places, the surface rubble layer is 100 meters deep. The top of loose soil is dotted with scattered, half-buried boulders. There are so many of these boulders that they are more numerous than the craters. Of course, with the gravity so low on this small world, a visiting astronaut would find loose boulders rolling toward her pretty slowly and could easily leap high enough to avoid being hit by one. Although the NEAR-Shoemaker spacecraft was not constructed as a lander, at the end of its orbital mission in 2000, it was allowed to fall gently to the surface, where it continued its chemical analysis for another week.

In 2003, Japan’s Hayabusa 1 mission not only visited a small asteroid but also brought back samples to study in laboratories on Earth. The target S-type asteroid, Itokawa (shown in Figure 13.9), is much smaller than Eros, only about 500 meters long. This asteroid is elongated and appears to be the result of the collision of two separate asteroids long ago. There are almost no impact craters, but an abundance of boulders (like a pile of rubble) on the surface.

ال هايابوسا spacecraft was designed not to land, but to touch the surface just long enough to collect a small sample. This tricky maneuver failed on its first try, with the spacecraft briefly toppling over on its side. Eventually, the controllers were successful in picking up a few grains of surface material and transferring them into the return capsule. The 2010 reentry into Earth’s atmosphere over Australia was spectacular (Figure 13.10), with a fiery breakup of the spacecraft, while a small return capsule successfully parachuted to the surface. Months of careful extraction and study of more than a thousand tiny dust particles confirmed that the surface of Itokawa had a composition similar to a well-known class of primitive meteorites. We estimate that the dust grains هايابوسا picked up had been exposed on the surface of the asteroid for about 8 million years.

Following on the success of Hayabusa, both NASA and the Japanese space agency, JAXA, sent more advanced asteroid sample-return missions. Both targeted small Earth-approaching asteroids, only about 1 km in diameter. Each target is a dark object, apparently a rubble pile formed relatively recently after being broken apart in a collision. Hayubusa-2 visited the asteroid Ryugu, collected a small sample, and successfully returned it to Earth in December 2020. The U.S. mission called OSIRIS-REx visited Bennu, an asteroid that actually has a small chance of colliding with Earth in the next century. Its sample will be returned to Earth in September 2023.

A future NASA mission called DART (Double Asteroid Redirection Test) will provide an opportunity to actually modify the orbit of a near-Earth asteroid. The DART spacecraft will be targeted to impact the small moon of asteroid Didymos in October 2022. As a result, the orbital period of the moon will be changed slightly, by an amount that should be detectable from Earth. The results will help evaluate our ability to develop the capability to protect Earth from an asteroid impact, if at some time in the future this should be necessary. We will discuss this topic at greater length in the next section.

The most ambitious asteroid space mission (called Dawn) has visited the two largest main belt asteroids, Ceres and Vesta, orbiting each for about a year (Figure 13.11). Their large sizes (diameters of about 1000 and 500 kilometers, respectively) make them appropriate for comparison with the planets and large moons. Both turned out to be heavily cratered, implying their surfaces are old. On Vesta, we have now actually located the large impact craters that ejected the basaltic meteorites previously identified as coming from this asteroid. These craters are so large that they sample several layers of Vesta’s crustal material.

Ceres has not had a comparable history of giant impacts, so its surface is covered with craters that look more like those from the lunar highlands. One big surprise at Ceres is the presence of very bright white spots, associated primarily with the central peaks of large craters (Figure 13.12). The light-colored mineral is primarily salt, released from the interior. After repeated close flybys, data from the NASA Dawn spacecraft indicated that Ceres has (or has had) a subsurface ocean of water, with occasional eruptions on the surface. The most dramatic is the 4 kilometer tall ice volcano called Ahuna Mons (see Figure 13.12).

In late 2017, something entirely new was discovered: an interstellar asteroid. This visitor was found at a distance of 33 million kilometers with a survey telescope on Haleakala, Hawaii. As astronomers followed up on the discovery, it quickly became apparent that this asteroid was travelling far too fast to be part of the Sun’s family. Its orbit is a hyperbola, and when discovered it was already rapidly leaving the inner solar system. Although it was too distant for imaging by even large telescopes, its size and shape could be estimated from its brightness and rapid light fluctuations. It is highly elongated, with an approximately cylindrical shape. The nominal dimensions are about 200 meters in length and only 35 meters across, the most extreme of any natural object. Large objects, like planets and moons, are pulled by their own gravity into roughly spherical shapes, and even small asteroids and comets (often described as “potato-shaped”) rarely have irregularities of more than a factor of two.

This asteroid was named ‘Oumuamua, a Hawaiian word meaning “scout” or “first to reach out.” In a way, the discovery of an interstellar asteroid or comet was not unexpected. Early in solar system history, before the planet orbits sorted themselves into stable, non-intersecting paths all in the same plane, we estimate that quite a lot of mass was ejected, either whole planets or more numerous smaller fragments. Even today, an occasional comet coming in from the outer edges of the solar system can have its orbit changed by gravitational interaction with Jupiter and the Sun, and some of these escape on hyperbolic trajectories. In 2019, astronomers discovered an interstellar comet entering our solar system—more on this in the section on comets. As we have recently learned that planetary systems are common, the question became: where are similar debris objects ejected from other planetary systems? Now we have found two, and improved surveys will soon add others to this category.

Link to Learning

View an artist’s rendering of the asteroid ‘Oumuamua (https://www.openstax.org/l/30oumuamua) by the ESO. Although it was not close enough to Earth to be imaged, its long slender shape was indicated by its rapid variation in brightness as it rotated.

Link to Learning

The space agencies involved with the Dawn mission have produced nice animated “flyover” videos of Vesta and Ceres available online.


Missiles Launched From Space to Protect Earth From Killer Asteroids, Astronomer Says

Although the notion of hitting space rocks with terrestrial weapons, prompting them to alter their course is not new to science, astronomer Claudio Maccone has long argued the essential thing is to determine the appropriate location from where to blast them off.

Italian astronomer Claudio Maccone believes the best way to protect our planet from potential killer asteroids is to launch an offensive, namely fire missiles at them directly from space, and more specifically, from one particular spot. The synopsis of his research, including his latest measurements on the proposed plan, was uploaded to the Arxiv preprint server earlier this week.

Maccone, who is also a mathematician apart from his astronomic expertise, first arrived at the idea back in 2002, explaining how missiles stationed at in-space Lagrange points, spots where the gravity of Earth and the Moon neutralises each other, enabling spacecraft to remain more or less stationary -could be used to deflect asteroids.

Now he has updated his estimates, further elaborating on the concept for it to include the opportunity of blasting strings of missiles to ensure that threatening space rocks are entirely eliminated.

Maccone recently applied for a patent for the software that would enable to make programme models of such sophisticated space-fired missile deflections, but he acknowledges that the project is still in its early stage.

"Many engineering details about the missiles shot from L1 and L3, however, still have to be implemented into our simulations, partly because they are classified", the scientist commented.

According to NASA's classification, the notion of a Near-Earth Object (NEO) refers to any space rock, be it a comet or asteroid, that whizzes past our planet within 1.3 astronomical units (AU). One AU is the average distance between Earth and the Sun.

Another synonymous, but narrower term no less frequently used is "potentially hazardous asteroid", or PHA. According to NASA, PHAs are currently determined based on the asteroid's measured potential to make a dangerously close fly-by. In particular, all asteroids with a minimum orbit intersection distance (MOID) of 0.05 AU or less and an absolute magnitude (H) of 22.0 or less fall under the category of PHAs.

As per NEOWISE data, there are 4,700 ± 1,500 potentially hazardous asteroids in space with a diameter greater than 100 metres.

Although the issue has never ceased to attract numerous biblical end-of-the-world speculations, Earth hasn't seen an asteroid of apocalyptic scale since the space rock that purportedly wiped the dinosaurs off the planet 66 million years ago.

Most tracked asteroids don't come into direct contact with Earth's atmosphere, but in rare cases the giant space bodies coming into at least some proximity to Earth tend to impact the accuracy of weather systems.

متعلق ب:

All comments

In reply to (Show commentHide comment)
Recommended
الوسائط المتعددة

Trending

Hello, !

Hello, !

Hello, !

The fact of registration and authorization of users on Sputnik websites via users’ account or accounts on social networks indicates acceptance of these rules.

Users are obliged abide by national and international laws. Users are obliged to speak respectfully to the other participants in the discussion, readers and individuals referenced in the posts.

The websites’ administration has the right to delete comments made in languages ​​other than the language of the majority of the websites’ content.

In all language versions of the sputniknews.com websites any comments posted can be edited.

A user comment will be deleted if it:

  • does not correspond with the subject of the post
  • promotes hatred and discrimination on racial, ethnic, sexual, religious or social basis or violates the rights of minorities
  • violates the rights of minors, causing them harm in any form, including moral damage
  • contains ideas of extremist nature or calls for other illegal activities
  • contains insults, threats to other users, individuals or specific organizations, denigrates dignity or undermines business reputations
  • contains insults or messages expressing disrespect to Sputnik
  • violates privacy, distributes personal data of third parties without their consent or violates privacy of correspondence
  • describes or references scenes of violence, cruelty to animals
  • contains information about methods of suicide, incites to commit suicide
  • pursues commercial objectives, contains improper advertising, unlawful political advertisement or links to other online resources containing such information
  • promotes products or services of third parties without proper authorization
  • contains offensive language or profanity and its derivatives, as well as hints of the use of lexical items falling within this definition
  • contains spam, advertises spamming, mass mailing services and promotes get-rich-quick schemes
  • promotes the use of narcotic / psychotropic substances, provides information on their production and use
  • contains links to viruses and malicious software
  • is part of an organized action involving large volumes of comments with identical or similar content ("flash mob")
  • “floods” the discussion thread with a large number of incoherent or irrelevant messages
  • violates etiquette, exhibiting any form of aggressive, humiliating or abusive behavior ("trolling")
  • doesn’t follow standard rules of the English language, for example, is typed fully or mostly in capital letters or isn’t broken down into sentences.

The administration has the right to block a user’s access to the page or delete a user’s account without notice if the user is in violation of these rules or if behavior indicating said violation is detected.

Users can initiate the recovery of their account / unlock access by contacting the moderators at [email protected]

  • Subject - the restoration of account / unlock access
  • User ID
  • An explanation of the actions which were in violation of the rules above and resulted in the lock.

If the moderators deem it possible to restore the account / unlock access, it will be done.

In the case of repeated violations of the rules above resulting in a second block of a user’s account, access cannot be restored.


Asteroids and Meteors

An asteroid is a lump of rock which moves around the sun. The asteroids are sometimes referred to as minor planets. A large number of asteroids move around the sun in a wide band between the planets Mar and Jupiter, referred to as the asteroid belt. This belt is about two hundred and fifteen million miles wide. The asteroids are pieces that were left behind after formation of the planets from rocks. Among the asteroids, there are those that travel outside the asteroid belt and move out toward the planet Saturn or in toward the planet Earth (Kindersley, 2007).

On the other hand, the meteors are mostly sand grain sized rock pieces which travel in space at a speed of up to hundreds of kilometers per second. When they get into the atmosphere of the earth, they burn up and subsequently create bright flashes across the sky (What are meteors, 2011). Most of them come from the asteroids which are crushed by impacts with other asteroids. In some cases, they originate from the moon and possibly from Mars and comets (What are Meteorites?, n.d).

As indicated in the graph below, the meteorites that are about 1mm in diameter hit the Earth approximately once in every thirty seconds. But on the other hand, those that are larger in size hit the Earth less often. For instance, as indicated in the graph, the objects that are 1 km in diameter hit the planet once in every 1 million years and those that have a diameter of ten kilometers strike the Earth once in every one hundred million years (Nelson, 2011).


How does DART work?

DART is a relatively small spacecraft. Its core consists of a box barely a meter wide on all sides, with two roll-out solar arrays that give the spacecraft a width of about 12 meters (40 feet). DART's electric propulsion system generates a flow of charged ions to create a gentle but continuous push.

DART launches in July 2021 aboard a SpaceX Falcon 9 rocket from Vandenberg Air Force Base in California. The spacecraft will loop around Earth multiple times, using its electric thruster to gain the speed needed to escape orbit. From there it will head to Didymos, possibly flying past another asteroid named 2001 CB21 on the way.

DART's single science instrument is a high-resolution camera called DRACO that is also used for navigation. It is based on a similar camera aboard NASA's New Horizons spacecraft.

Five days before arrival, DART will deploy an Italian Space Agency-built CubeSat to observe the impact. The main spacecraft will be too far from Earth for flight controllers to control in real-time, so it will switch to an autonomous navigation mode 4 hours before impact. Images from DRACO will help the spacecraft's computer differentiate between Didymos and Dimorphos and steer into the latter.

And then it's over. DART will crash into Dimorphos at a speed of 6.6 kilometers (4.1 miles) per second. The impact should change Dimorphos' orbital period around Didymos from 11.9 to 11.8 hours—a difference of just 4.2 minutes. This will pull Dimorphos slightly closer to Didymos.

DART spacecraft NASA's DART spacecraft cruises through space in this artist's illustration. Image: NASA/Johns Hopkins APL