Астероиды. Очерк об астероиде Веста

Путешествия по космосу.

Астероиды. Очерк об астероиде Веста.

От автора: По материалам программы "Cosmic Vistas: Vesta Unveiled"

Чтобы достичь ближайших планет нашей солнечной системы, космические аппараты должны преодолеть сотни миллионов километров космического пространства. А тем временем, учёные пытаются понять, что же происходило за миллиарды лет истории нашей солнечной системы. Находясь на поверхности Земли, очень трудно заглянуть в настолько отдалённое прошлое. Движение ветра, воды и льда, извержения вулканов, а также деятельность многочисленных живых организмов - всё это постоянно изменяет облик планеты.

Самая важная вещь в нашем сегодняшнем мире - это настоящий момент. Но настоящий момент очень хрупок и непродолжителен, ведь наша планета постоянно меняется. Чтобы проникнуть в тайны прошлого, нам нужно оторваться от Земли, и попытаться найти такие миры, в которых обстановка, не меняется столь стремительно со временем. Семнадцатого сентября 2007 года, NASA запустила космический аппарат, чтобы исследовать то, как выглядела наша солнечная система, 4,5 миллиарда лет назад. Этот проект, как ожидается, позволит заглянуть в прошлое, и мы вскоре узнаем, как зарождались и формировались планеты. Аппарат был назван именем - Dawn, что означает "рассвет". События ранних этапов солнечной системы, по большей части окутаны тайной, но учёные всё-таки знают, в каких местах им нужно искать информацию.

Вокруг солнца, вращаются каменные глыбы, и карликовые планеты, формирующие кольцеподобный пояс астероидов. Пояс астероидов - это своего рода, барьерная граница. Внутри пояса астероидов, есть планеты, формой похожие на Землю, такие же маленькие и скалистые. В то время как за пределами пояса, встречаются огромные газовые планеты гиганты. Кроме пояса астероидов, учёные собирают информацию там, где собирается космическая пыль, и летают каменные глыбы. Из которых, за миллиарды лет назад, сформировались все знакомые нам планеты, и по крайней мере на одной из них, по прежнему продолжается жизнь. В зоне астероидов, существуют сотни тысяч космических объектов, большинство из которых, имеют диаметр, всего лишь несколько километров. То есть, это как маленькие горы, бороздящие просторы космоса.

Но однако, скопление астероидов - представляют более значительный интерес. Они как раз таких размеров, что могут рассказать нам о том, каким образом зародились все планеты. Объектами исследования аппарата Dawn, стали 2 крупнейших астероида - Церера, и Веста. Оба астероида, были обнаружены более двухсот лет назад, ещё задолго до того, как учёные обнаружили пояс астероидов. В настоящее время, считается, что они сформировались в далёком прошлом. Как и другие планеты солнечной системы, они образовались в ходе скопления кусков обломков, диаметр которых был около сотни километров. Среди пояса астероидов, можно и сейчас обнаружить точно такие же обломки, но даже там, они встречаются довольно редко. Большинство из них, были давным-давно раздроблены, при столкновении с другими астероидами. После всех столкновений, лучше всего сохранились астероиды Церера, и Веста, именно они и вызывают, особенный интерес у учёных.

До недавнего времени, даже самые лучшие снимки этих астероидов, были размытыми, и ужасного качества. На фотоснимках, сделанных космическим телескопом Хаббл, однако видно, как Веста вращается вокруг своей оси. На таком огромном расстоянии от объекта, очень трудно досконально его изучить. Космический аппарат Dawn, оснащён современными исследовательскими приборами. Он отправился прямо в пояс астероидов, чтобы одним из первых, раскрыть все секреты Весты. Как только аппарат, оказался вне зоны действия гравитационной силы Земли, он расправил свои солнечные батареи, которые сделали его похожим на огромную, летящую птицу. Солнечные батареи, являются частью прогрессивных электробатарей, которые генерируют электроэнергию из солнечного света, который приводит в движение ксеноновые ионные двигатели. С помощью этой технологии, аппарат Dawn, удачно выдержал сложную траекторию, по которой он прошёл мимо планеты Марс в 2009 году, и продолжил двигаться в сторону пояса астероидов. Каменные породы, которыми усеян пояс астероидов, в прошлом изучали с помощью зондов.
***
Кратко рассмотрим  историю изучения астероидов:

Например, для изучения Юпитера, был запущен зонд Galileo, который в 1991 году, прошёл на ближайшем расстоянии, от небольшого астероида, по имени Gaspra. А затем, зонд впервые добрался до астероида, и впервые передал на Землю, снимки его поверхности, крупным планом. 2 года спустя, зонд Galileo, прошёл мимо огромного астероида под названием - Ида, и ему удалось обнаружить, что вокруг Иды, вращается маленький спутник. Учёные назвали его именем - Дактиль.
Аппарат NEAR Shoemaker, в свою очередь, в 1997 году, сфотографировал другой по виду астероид, по имени Матильда. И наконец, в 2010 году, европейский зонд Розетта, передал на Землю изображения астероида по имени Лютеция. Диаметром более 100 километров, Лютеция, считается самым крупным, ближайшим и наиболее изученным астероидом. Снимки остальных путешествующих по космосу зондов, тоже хороши, но их к сожалению немного.

***
Учёные всё же надеялись на более интересную встречу, которая позволит более тщательно изучить самые крупные объекты из пояса астероидов. В июле 2011 года, началась подготовка к такой встрече. После 4-х летнего путешествия, аппарат Dawn начал приближаться к своему первому объекту исследования - к астероиду Веста. Камеры аппарата, сфокусировались на объекте, и при изучении астероида, учёные ожидали получить новую сенсационную информацию. И это ощущение их не подвело. Астероид Веста, находится на расстоянии 350 миллионов километров от Солнца. И его шероховатая поверхность, может нам многое поведать о том, какой была наша Солнечная система на самых ранних этапах формирования. Аппарат Dawn, стал первым устройством, которое попыталось исследовать астероид Веста, с близкого расстояния. Миссия аппарата, заключается в разгадке тайны, каким образом, миллиарды лет назад, возникли первые планеты. Хотя Веста, и считается самым крупным астероидом, но всё же она очень мала, по сравнению с размерами Земли. Сила тяжести на поверхности Весты, составляет всего лишь 2 %, от обычной, привычной  нам гравитации, на нашей собственной планете. Но такая маленькая гравитация, способна удержать возле себя, даже сам аппарат Dawn. Вскоре, после прибытия к Весте, в июле 2011 года, аппарат Dawn, приступил к картографированию астероида, с разных сторон. Dawn обнаружил, что поверхность Весты, испещрена кратерами, так же как и на других астероидах. Каждый кратер, появляется в результате столкновения более мелких частиц, с поверхностью Весты. Некоторые из кратеров,  новее чем остальные, потому что у них более чёткие и острые края. Обследовав поверхность астероида, аппарат обнаружил группу из трёх кратеров подряд, которую прозвали словом Снеговик. Очертания других кратеров, выглядят не менее загадочно.
Приблизившись к астероиду, аппарат Dawn, совершил одно из первых своих открытий. Примерно на уровне экватора Весты, можно увидеть параллельные, глубокие борозды. Эти борозды, конечно же не кратеры, но учёные пришли к выводу, что они также появились в результате очень давнего, и сильного столкновения.

Любые столкновения, определяют судьбу астероида. На ранних этапах существования нашей солнечной системы, космос был наполнен такими же астероидами как и Веста, когда мельчайшие частицы сталкивались и соединялись воедино. Под влиянием солнца, частицы начали сталкиваться друг с другом, и соединяться, превращаясь в крупные нагромождения, пока из них не получились известные нам планеты. Например, такие как наша Земля. Пояс астероидов, расположен в нашей солнечной системе, в которой самая крупная планета Юпитер, влияет своей гравитацией настолько, что препятствует слиянию частиц, и образованию крупных планет.
Многие из частиц, при столкновении, распадаются на мелкие кусочки, которые до сих пор бомбардируют поверхность астероида Веста.
Однако, Весте удаётся сохранять свой достаточно крупный размер. По сравнению с другими астероидами, Веста выглядит настоящим гигантом. Хоть поверхность Весты и делает её похожей на астероид, но всё же по своему строению, она напоминает планету. Большинство астероидов, состоят из однородной смеси частиц. Они как правило, создавались постепенно, ещё когда в начале зарождения Солнечной системы, пыль и камни вращались вокруг солнца, более четырёх с половиной миллиардов лет назад. В составе чёрных и примитивных астероидов, присутствует много углерода, кислорода и других универсальных для Млечного пути элементов. Химические элементы, появились как побочный продукт жизненного цикла звёзд.

Однако, химический состав Весты совершенно другой. На основании того, в какой степени поверхность астероида отражает солнечные лучи, было установлено, что поверхность Весты, аналогична базальтовым породам, которые встречаются также и на Земле. А мы знаем, что базальтовые породы, формируются в результате вулканической деятельности на Земле, когда потоки лавы, остывают на поверхности земли, или же вблизи поверхности. На Земле, были найдены также и метеориты, аналогичного базальтового происхождения. Считается, что эти метеориты откололись от Весты, а затем позже, достигли поверхности Земли. Реликтовые метеориты, указывают на то, что Веста изначально в древности, состояла из расплавленной каменной породы. Тогда, как же может такое маленькое небесное тело, производить потоки лавы?

Ответ на этот вопрос, подскажут звёзды. Когда массивная звезда внезапно умирает, она называется сверхновой звездой. Это самое ярчайшее явление во вселенной. В момент взрыва, сверхновая звезда, может светить настолько ослепительно, что станет ярче всех галактик, и миллиардов звёзд вместе взятых. Звезда разрывается на кусочки, а сверхновая звезда разбрасывает своё вещество во всех направлениях. Взрыв сверхновой звезды, порождает множество атомов элементов, но особый интерес у астрономов, вызывает алюминий 26. Это радиоактивный изотоп, период полураспада которого, составляет сотни тысяч лет. Известно, что алюминий 26, уже был на ранних этапах формирования солнечной системы. Поэтому учёные полагают что Веста выделяет тепло, в связи с тем что алюминий 26, содержится внутри Весты в огромной концентрации.

На сделанных снимках, не видно каких-либо явных признаков вулканической активности на астероиде. Едва уловимые намёки вулканов, аппарат Dawn, искал даже в самых глубоких местах на поверхности Весты, и даже около южного полюса астероида. Но, учёные обнаружили некую тёмную точку на поверхности Весты, ещё задолго до того как аппарат Dawn добрался до орбиты астероида. Уже скоро стало ясно, что это самый огромный кратер на астероиде. Кратер назвали именем – Рея-Сильвия, в честь матери Ромула и Рема. На основании снимков, сделанных аппаратом Dawn, была составлена компьютерная модель этого кратера, чтобы увидеть как выглядит Рея-Сильвия, если смотреть на неё сверху. На спектральной фотографии, высокие вершины отмечены красным цветом, а самые низкие - отмечены синим, таким образом, структура огромного кратера, становится более понятной. Кратер Рея-Сильвия, без сомнения, одно из самых впечатляющих образований на поверхности Весты. Диаметр кратера, около 500 километров. Глубина нижней точки кратера - 19 километров. Это в два раза выше, чем гора Эверест на Земле. Когда аппарат Dawn, подобрался ещё ближе, стало ясно, что детали рельефа кратера, ещё более впечатляющие. По всей стене скал, выступают вперёд, остроконечные обрывы, которые говорят о столкновении с первичной горной породой, покрытой слоем льда. На дне кратера Рея-Сильвия, располагаются круглые ударные кратеры, с многочисленными массивными, ледяными глыбами, предполагается что из этого же материала и состоит сам астероид.

***
Итак, подведём краткие итоги вышесказанного:


Невиданные ранее изображения астероида, помогли учёным прояснить некоторые моменты зарождения солнечной системы, которые произошли 4,5 миллиарда лет назад. Учёные, даже сделали неожиданное предположение. В апреле 2012 года, космический аппарат NASA под названием  Dawn, подошёл на расстояние 200 километров от астероида Веста. Аппарат продвинулся гораздо дальше, чем располагалась международная космическая станция возле орбиты Земли. Оказалось, что поверхность Весты, полностью покрыта мелкими кратерами. Многие из них, образовались тогда, когда от Весты откалывались валуны, и падали обратно на поверхность астероида. Астрономы, смогли подтвердить, что самый мощный удар, произошёл около одного миллиарда лет назад, когда более мелкий астероид, столкнулся с Вестой, образовался гигантский кратер, по имени Рея-Сильвия. Многие из уникальных характеристик Весты, по всей видимости, были связаны с последствиями этого древнего столкновения.

***
Однако, учёных ждал удивительный момент, когда аппарат Daawn, начал более детально, исследовать самый гигантский кратер. Оказалось, что у основания кратера Рея-Сильвия, находится ещё один кратер, чьи очертания видны до сих пор. Он почти такой же большой, но на миллиард лет старше. Учёные назвали его именем - Венения. Таким образом, в прошлом Веста получила 2 массивных удара. Каждое столкновение, породило на поверхности Весты, хребты и борозды. А также, с поверхности были отброшены тонны каменных пород, и стали кружить вокруг Весты. Несмотря на то что крупные кратеры, издавна покрывают бОльшую часть Весты, некоторые из признаков, всё-таки можно продолжать изучать дополнительно. Это связано с тем, что все те столкновения, которые породили на Весте крупные кратеры, заодно разрушали поверхность астероида, а также слои его мантии. Летающие по космосу отброшенные валуны, в свою очередь сталкивались и порождали множество мелких астероидов.

Эти осколки, добрались до поверхности Земли в качестве метеоритов, которые могут рассказать учёным много полезной информации об истории Весты, и о её составе. Полученные образцы, можно сравнить с космическими образцами, которые собрал вокруг Весты, аппарат Dawn. Результаты доказывают, что Веста, с давних времён, является неповторимым и уникальным объектом солнечной системы. С тех пор, жидкое содержимое Весты застыло, и раскололо металлическое ядро, каменную породу, и мантию, что увеличило содержание железа в глубине.

***
Заключительное слово:
Вместо астероида, Веста напоминает маленькую планету. В рождении Весты, принимали участие те же процессы, которые привели и к разнообразию геологических форм, при формировании Земли. Встреча аппарата Dawn, и астероида Веста, продлилась всего один год, но за это время мы пополнили наши знания об этом сохранившемся объекте. В поясе астероидов, предстоит изучить ещё множество астероидов, однако, это всего лишь начало работы. Летом 2012 года, ионный двигатель аппарата Dawn, снова заработал. И аппарат, оторвавшись от орбиты Весты, продолжил своё путешествие, теперь уже к астероиду Церера, с которой он должен будет встретиться в 2015 году. И хотя аппарат Dawn, продолжает двигаться к запланированной цели, учёные уже планируют другие, более амбициозные экспедиции с его участием. То есть, к самым ближайшим от Земли астероидам. Объектами изучения, станут так называемые местные астероиды. Это астероиды, которые отклонились от пояса астероидов, и спустя миллионы лет, добрались до нашей солнечной системы и стали её частью. Ближайшие к нам, соседние астероиды, имеют неправильную форму. Например, валун под названием Эрос, длиной в 35 километров. Аппарат NEAR Shoemaker, изучал астероид Эрос в 2000 году. А спустя один год, аппарату удалось даже высадиться на поверхности астероида.

А зонд NASA, OSIRIS-REx, намерен придерживаться той же стратегии в изучении. Ему предстоит приблизиться к ближайшему от нас астероиду, в 2019 году. И он должен будет взять с него, около десяти грамм образцов каменной породы, и доставить образцы на Землю. Эти проекты,  представляют невероятную ценность для учёных, которые пытаются выяснить историю появления астероидов, и из чего они состоят. Также, есть некоторые причины для таких исследований.

Согласно некоторым теориям, столкновение астероида с поверхностью Земли, в значительной степени, повлияло на возникновение жизни на нашей планете. Изучение ближайших от Земли астероидов, может оказаться очень важным делом, ещё и с другой стороны. Возможно, в астероидах, однажды могут найти драгоценные минералы, которые можно будет добывать для потребностей человечества. В начале старта  космических исследований, очень часто пренебрегали изучением астероидов. Со временем, это направление, может стать первостепенной причиной для запуска аппаратов в космос. Эти проекты, станут очередным этапом на пути, который однажды приведёт нас к звёздам.