Asteroiden werden als kosmische Körper bezeichnet, die keine Satelliten von Planeten sind, deren Masse nicht ausreicht, damit ein solches Objekt unter dem Einfluss seiner eigenen Schwerkraft die für einen Zwergplaneten oder gewöhnlichen Planeten charakteristische sphärische Form annimmt.
Bei der Untersuchung eines solchen Körpers ist es eine der ersten Aufgaben, die Frage zu beantworten, woraus der Asteroid besteht, da die kompositorischen Merkmale Aufschluss über die Herkunft des Objekts geben, die letztlich mit der Geschichte des Objekts zusammenhängt das gesamte Sonnensystem. Aus praktischer Sicht ist die potenzielle Eignung von Asteroidenkörpern im Hinblick auf die zukünftige Nutzung ihrer Ressourcen von Interesse.
Woher wissen wir etwas über die Zusammensetzung von Asteroiden
Mit unterschiedlicher Genauigkeit ist es möglich, die Chemie und Mineralogie von Asteroiden anhand verschiedener direkter und indirekter Forschungsmethoden zu beurteilen:
- Eine ungefähre Schätzung der Zusammensetzung des Objekts hilft bei der Position seiner Umlaufbahn im Sonnensystem. In der Regel je weiter von der Sonne entfernt ein kleinesRaumkörper, die flüchtigeren Substanzen in seiner Zusammensetzung, insbesondere Wassereis.
- Eine wichtige Rolle bei der Lösung des Problems spielen die spektralen Eigenschaften des Asteroiden. Die Analyse des reflektierten Spektrums erlaubt jedoch noch keine eindeutige Beurteilung, welche Substanzen in der Zusammensetzung eines bestimmten Körpers überwiegen.
- Untersuchung von Meteoriten - Fragmente von Asteroiden, die auf die Erdoberfläche fallen, ermöglicht die genaue Bestimmung ihrer mineralischen und chemischen Zusammensetzung. Leider ist die Herkunft des Meteoriten nicht immer bekannt.
- Schließlich können die vollständigsten Daten darüber, woraus ein Asteroid besteht, erh alten werden, indem man sein Gestein mit einem interplanetaren automatischen Apparat analysiert. Bisher wurden mehrere Objekte mit dieser Methode untersucht.
Klassifizierung von Asteroiden
Es gibt drei Haupttypen, in die Asteroiden nach ihrer Zusammensetzung eingeteilt werden:
- C - Kohlenstoff. Dazu gehört die Mehrheit der bekannten Leichen - 75 %.
- S - Stein oder Silikat. Zu dieser Gruppe gehören etwa 17 % der bisher entdeckten Asteroiden.
- M - Metall (Eisen-Nickel).
Diese drei Hauptkategorien umfassen Objekte verschiedener Spektr altypen. Darüber hinaus werden mehrere Gruppen seltener Asteroiden unterschieden, die sich in bestimmten Merkmalen des Spektrums unterscheiden.
Die obige Klassifizierung wird immer komplexer und detaillierter. Im Allgemeinen reichen Spektraldaten allein natürlich nicht aus, um festzustellen, woraus Asteroiden bestehen. Die Beschreibung der Zusammensetzung ist äußerst komplexAufgabe. Denn obwohl die Unterschiede in den Spektren durchaus auf Unterschiede im Oberflächenmaterial hindeuten, kann nicht sicher sein, dass die Zusammensetzung von Objekten der gleichen Klasse identisch ist.
Erdnahe Objekte
Als erdnahe oder erdnahe Asteroiden bezeichnet man Asteroiden, deren Bahnperihel 1,3 astronomische Einheiten nicht überschreitet. Spezielle Weltraummissionen wurden entsandt, um einige von ihnen zu untersuchen.
- Eros ist ein relativ großer Körper mit Abmessungen von etwa 34×11×11 km und einer Masse von 6,7×1012 t, der zur Klasse S gehört. Dieser steinerne Asteroid war studierte 2000 NAH Schuhmacher. Neben Silikatgestein enthält es etwa 3% Metalle. Das sind vor allem Eisen, Magnesium, Aluminium, aber auch seltene Metalle: Zink, Silber, Gold und Platin.
- Itokawa ist ebenfalls ein Asteroid der Klasse S. Er ist klein - 535×294×209 m - und hat eine Masse von 3,5×107 t. Staub von der Oberfläche von Itokawa wurde 2010 von der Rückkehrkapsel der japanischen Hayabusa-Sonde zur Erde gebracht. Staubpartikel enth alten Mineralien der Olivin-, Pyroxen- und Plagioklas-Gruppen. Der Itokawa-Boden zeichnet sich durch einen hohen Anteil an Eisen in Silikaten und einen geringen Geh alt dieses Metalls in freier Form aus. Es wurde festgestellt, dass die Substanz des Asteroiden einer thermischen und Impaktmetamorphose unterzogen wurde.
- Ryugu, ein Asteroid der Klasse C, wird derzeit von der Raumsonde Hayabusa-2 untersucht. Es wird angenommen, dass sich die Zusammensetzung solcher Körper seit der Entstehung des Sonnensystems nicht wesentlich verändert hat, daher ist das Studium von Ryugu von großem Interesse. LieferungProben, die eine genauere Untersuchung der Zusammensetzung des Asteroiden ermöglichen, sind für Ende 2020 geplant.
- Bennu ist ein weiteres Objekt, in dessen Nähe die Weltraummission derzeit operiert - die OSIRIS-Rex-Station. Dieser besondere Kohlenstoff-Asteroid der Klasse B gilt auch als Quelle wichtiger Erkenntnisse über die Geschichte des Sonnensystems. Der Bennu-Boden soll 2023 für detaillierte Untersuchungen zur Erde geliefert werden.
Aus was besteht der Asteroidengürtel
Der Bereich zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter, in dem sich eine große Anzahl von Objekten unterschiedlicher Zusammensetzung, Herkunft und Größe konzentriert, wird allgemein als Hauptgürtel bezeichnet. Neben den eigentlichen Asteroiden verschiedener Art umfasst es Kometenkörper und einen Zwergplaneten - Ceres (früher als Asteroiden bezeichnet).
Heute wurde im Rahmen der Dawn-Mission eines der größten Objekte des Gürtels, Vesta, ausreichend detailliert untersucht. Es ist aller Wahrscheinlichkeit nach ein Protoplanet, der seit der Entstehung des Sonnensystems erh alten geblieben ist. Vesta hat eine komplexe Struktur (hat einen Kern, einen Mantel und eine Kruste) und eine reiche mineralische Zusammensetzung. Es gehört zu einer speziellen Spektralklasse V von überwiegend silikatischen Asteroiden mit einem hohen Geh alt an magnesiumreichem Pyroxen. Die Untersuchung der daraus entstandenen Meteoriten hilft, das Wissen darüber zu klären, woraus der Asteroid Vesta besteht.
Im Allgemeinen ist der Asteroidengürtel eine Ansammlung von Körpern, die den Zustand der Materie im Sonnensystem in verschiedenen Stadien ihrer Entstehung zeigen. Kohlenstoff-Asteroiden - zum Beispiel Matilda - stellen hier die ältesten Körper dar. Silikate mögen eine andere Geschichte haben, aber ihr Material hat bereits einige Metamorphosen als Teil von großen oder kleinen Objekten durchlaufen. Metallische Asteroiden wie Psyche oder Cleopatra sind offensichtlich Fragmente der Kerne bereits gebildeter Protoplaneten.
Sonnenferne Asteroiden
Eine weitere große Ansammlung kleiner Körper ist der Kuipergürtel, der sich jenseits der Neptunbahn befindet. Es ist viel massiver und ausgedehnter als der Hauptgürtel. Der Hauptunterschied zwischen den beiden besteht darin, woraus Kuipergürtel-Asteroiden bestehen. Sie enth alten viel flüchtigere Bestandteile - Wassereis, gefrorener Stickstoff, Methan und andere Gase sowie organische Substanzen. Diese Körper sind in ihrer Zusammensetzung noch näher an der protoplanetaren Wolke. Von ihren Eigenschaften her ähneln sie Kometen bereits in vielerlei Hinsicht.
Die Zwischenposition zwischen den Objekten des Kuipergürtels und den Asteroiden des Hauptgürtels wird von Zentauren besetzt, die sich auf instabilen Bahnen zwischen den Umlaufbahnen von Jupiter und Neptun bewegen. Sie unterscheiden sich in ihrer Übergangszusammensetzung.
Über Entwicklungsperspektiven
Asteroiden erregen seit langem Aufmerksamkeit als potenzielle Quelle für seltene und kostbare Metalle: Osmium, Palladium, Iridium, Platin, Gold sowie Molybdän, Titan, Kob alt und andere. Die Argumente für ihren Abbau auf Asteroiden beruhen darauf, dass die Erdkruste aufgrund der gravitativen Differenzierung arm an schweren Elementen ist. Es wird angenommen, dass als Ergebnis desselben Prozesses M-Asteroiden reich sind,neben Eisen und Nickel die genannten Metalle. Darüber hinaus ist in der Zusammensetzung von C-Asteroiden, die keiner Differenzierung unterzogen wurden, die Verteilung der Elemente ziemlich gleichmäßig.
Mit diesen Überlegungen wecken Unternehmen, die ihren Wunsch zur Entwicklung von Asteroiden bekunden, regelmäßig das Interesse an dem Thema. Beispielsweise berichteten die Medien im Juli 2015 über einen knappen Vorbeiflug des Platin-Asteroiden 2011 UW158. Die Schätzung seiner Reserven erreichte mehr als fünf Billionen Dollar, stellte sich jedoch als deutlich übertrieben heraus.
Dennoch gibt es auf Asteroiden immer noch wertvolle Rohstoffe. Die Frage nach der Zweckmäßigkeit seiner Entwicklung beruht auf Problemen wie einer zuverlässigen Einschätzung der Reserven, der Flug- und Produktionskosten und natürlich des erforderlichen technologischen Niveaus. Kurzfristig sind diese Aufgaben kaum zu lösen, sodass die Menschheit noch sehr weit von der Entwicklung von Asteroiden entfernt ist.
