астероид

Как отличить метеор от метеорита и метеороида.

Миссия "Психея" космический майнинг начинается?

13 октября 2023 года в 10:19 по восточному поясному времени из Космического центра Кеннеди со стартовой площадки 39А на борту ракеты SpaceX Falcon Heavy стартовала миссия Psyche. https://psyche.asu.edu/

Чем эта миссия так интересна - прежде всего дело в самом объекте, астероиде https://ru.wikipedia.org/wiki/(16)_Психея,  это ~ 250 км в диаметре астероид скорее всего является планетезималью - протопланетным ядром, которое пыталось но не смогло сформировать планету, потому что в результате столкновения на заре формирования солнечной системы с неё собрало все верхние слои. Фактически это может быть оголенный кусок ядра планеты типа Земли или Марса, и в отличии от мелкого астероида как Бенну (грунт с которого недавно привезли на Землю), Психея в большей степени из металла и камня и хотя в основном там конечно железо и никель, но скорее всего и других, в том числе редкоземельных металлов там тоже немало, так что это уникальный объект и уникальный шанс поковырять и исследовать что-то вроде ядра планеты, до ресурсов которого на Земле пока что нереально добраться.

Пока что речь просто про исследовательскую миссию, просто разведать и составить карту, но глобально если и есть смысл в космическом майнинге астероидов (к чему лично я отношусь с большим скепсисом), то это как раз тот астероид который имеет смысл "майнить".

За одно эта миссия и парочку других классных штук опробует, например электрические движки на эффекте Холла на ксеноне (доработка и развитие концепции придуманной в ОКБ "Факел" в 1980-х, сейчас подобные движки используются на многих спутниках, в том числе Starlink) должны донести миссию до Психеи на 3,3 астрономических единицы всего за 5 лет, что довольно таки быстро. А пока летит и после, на орбите астероида, космический корабль также будет испытывать экспериментальную технологию лазерной связи под названием Deep Space Optical Communications, производительность и эффективность связи ожидается в 10-100 раз выше по сравнению с обычными средствами - лазерные лучи от космического корабля будут приниматься наземным телескопом в Паломарской обсерватории в Калифорнии.

В состав астероидов могут входить неизвестные типы «сверхплотной» материи

Плотность некоторых крупных астероидов может в разы превышать плотность любых известных на Земле элементов. Это должно указывать на то, что «космические камни», по крайней мере частично, могут состоять из неизвестных типов очень плотной материи, которые нельзя изучить с помощью «стандартной модели физики». Авторы нового исследования попытались объяснить чрезвычайно высокую плотность одного из таких крупных астероидов.

Орбита астероида (33) Полигимния и его положение в Солнечной системе

В середине XX века советский физик-ядерщик Геогий Флеров со своими подопечными смог синтезировать в лаборатории ряд сверхтяжелых элементов, включая унунквадий с атомным номером (Z) 114, впоследствии его переименовали в флеровий в честь физика.

Под атомным номером (порядковый номер химического элемента в периодической системе элементов таблицы Менделеева) понимают количество положительных элементарных зарядов в атомном ядре. На сегодня в периодической таблице числятся 118 элементов, в природе встречается 92 из них, остальные 26 получены искусственно. Чем выше атомный номер элемента, тем он «тяжелее».

Советские ученые предположили, что все элементы, полученные в лаборатории, должны были когда-то существовать на Земле, но с течением времени они распались. Действительно, их следы, пусть и ничтожные, находят на нашей планете. Например, следы нептуния (Z=93) обнаружены в урановых рудах — это продукты ядерных реакций под действием нейтронов космического излучения и спонтанного деления урана.

Флеров выдвинул гипотезу, что в природе должен существовать «остров стабильности сверхтяжелых ядер» — группа сверхтяжелых элементов, находящаяся за пределами уже открытой части таблицы Менделеева.

Остров стабильности на карте изотопов

Сегодня физики разделяют сверхтяжелые элементы на две группы:

— С атомным номером от 105 до 118, которые были получены искусственно, но при этом радиоактивны и нестабильны, с очень коротким периодом полураспада, и, следовательно, они представляют только академический и исследовательский интерес;

— Элементы «острова стабильности» с атомным номером больше 118. Они пока не наблюдались в природе, но для некоторых из них были предсказаны свойства. В частности, расчеты показывают, что могут существовать элементы до Z=164, при этом они могут оставаться стабильными на протяжении долгого времени.

Поскольку плотность элементов, как правило, возрастает с увеличением их атомной массы, можно ожидать, что элементы «острова стабильности» будут чрезвычайно плотными.

На Земле самый плотный стабильный элемент — металл осмий (Z=76) — 22,59 г/см3, его плотность почти в два раза больше, чем внутреннего ядра Земли. Однако в космосе встречаются объекты с плотностью элементов намного выше, чем у осмия, — так называемые компактные сверхплотные тела (compact ultradense objects, CUDO).

Один из ярких примеров таких объектов — астероид Главного пояса (33) Полигимния: согласно расчетам, его плотность составляет около 75 г/см3. Группа американских физиков из Аризонского университета попыталась объяснить эту особенность астероида. Ученые задались целью рассчитать атомную структуру и свойства сверхтяжелых элементов Полигимнии (около значения Z=164), используя модель атома Томаса — Ферми. Результаты работы опубликованы в The European Physical Journal Plus (здесь можно ознакомиться с ее полным текстом).

«Мы выбрали эту модель, несмотря на ее неточность, за то, что она позволяет систематически изучать атомную структуру потенциальных сверхтяжелых химических элементов, которых нет в известной периодической таблице. Кроме того, с ее помощью можно исследовать множество атомов за короткое время», — объяснил ведущий автор исследования Ян Рафельски.

Плотности элементов с атомным номером от 1 до 100. Красными треугольниками отмечены тяжелые металлы. Красный треугольник в правом верхнем углу — осмий (Z=76), самый плотный стабильный элемент на Земле

Расчеты физиков показали, что элементы, которые имеют атомные номера близкие к 164, могут быть стабильными и при этом их плотность может составлять от 36,0 до 68,4 г/см3 — значение очень близкое к значению плотности, полученному при изучении Полигимнии (75 г/см3).

Авторы сделали вывод, что на астероиде могут находиться сверхтяжелые элементы «острова стабильности». Если оценки плотности верны, то, скорее всего, Полигимния состоит из неизвестных на сегодня сверхтяжелых ядер элементов, которые пока невозможно изучить на Земле — по крайней мере, при современном уровне возможностей в области получения атомных ядер.

Предсказанные границы массовой плотности сверхтяжелых элементов в областях атомных номеров Z = 114, 140 и 164 (зеленые точки), пунктиром линейная интерполяция

Стоит отметить, что на вопрос об «острове стабильности» есть и иная точка зрения. Ряд ученых считают, что такие элементы в любом случае не могут быть достаточно долгоживущими, а обнаружение астероидов с аномальной плотностью (типа Полигимнии) может объясняться ошибками в астрономических наблюдениях. Окончательно прояснить вопрос могли бы только исследовательские миссии к таким телам.

Статья спизжена отсюда

НАСА одобрило запуск миссии к астероиду стоимостью 10 квадриллионов долларов!

С новым днём, пидоры!

НАСА дало добро на миссию «Психея» стоимостью 985 миллионов долларов США по исследованию богатого металлами астероида, также называемого (16) Психея, стоимость которого может достигать 10 квадриллионов долларов, это приблизительно в 10 тысяч раз больше объема мировой экономики в 2019-м. Потенциально разработка этого астероида может принести столько финансов, что каждому человеку на Земле достанется по 100 миллиардов долларов.Сайт миссии.

Конечно, все это потенциальное богатство. Добыть его намного сложнее, чем разработать карьер на Земле. Однако несколько компаний уже ищут способы начать коммерческую добычу астероидов. Именно поэтому миссия «Психея» имеет последствия, выходящие за рамки чисто научной мотивации.

К сожалению, миссия, запуск которой первоначально был запланирован на август 2022 года, была отложена из-за очень знакомой земной проблемы. НАСА — очень крупная организация, которая полагается на сложную сеть университетов, подрядчиков, субподрядчиков и специалистов для выполнения своих космических миссий. Однако иногда эта сложность может привести к бюрократическим махинациям эпических масштабов.

Но теперь, когда независимый наблюдательный совет одобрил проект, запуск «Психеи» разрешен и планируется, что запуск будет произведён с помощью ракеты Falcon Heavy 10 октября 2023 года. Изначально планировалось, что в качестве попутной нагрузки в космос будут выведены два малых аппарата Janus для исследования двойных астероидов (предварительно определены две потенциальные цели: 1991 VH и 1996 FG3), но в 2022 году из-за переноса даты пуска от этих планов отказались. Также рассматривались другие возможности, например «Афина» для пролёта мимо астероида (2) Паллада.

Аппарату потребуется пять лет и 10 месяцев, чтобы достичь астероида с помощью своей солнечно-электрической двигательной системы Холла. Планируется, что аппарат будет находиться на орбите вокруг тела не менее 26 месяцев, в течение которых он изучит состав, гравитацию, плотность и внутреннюю структуру Психеи.

Рисунок астероида (16) Психея

Ядро как начало всего

Первая половина 2021 года ознаменовалась целой серией важнейших событий, связанных с исследованием космоса. Восемнадцатого февраля на Красную планету высадился марсоход Perseverance – самый крупный из всех планетоходов в истории человечества. В очередной раз заставил о себе говорить Китай, который доставил к Марсу исследовательский аппарат «Тяньвэнь-1»: на орбиту он вышел 10 февраля. Вместе с постоянными упоминаниями о Марсе со стороны Илона Маска и различных популяризаторов науки может показаться, что в рамках изучения нашей планетной системы это цель номер один. Такой подход не лишен оснований, если учесть расстояние до Марса и его относительное «сходство» с Землей. Но не нужно забывать, что есть не менее интересные объекты для исследований, помимо Красной планеты и спутника нашей планеты.

В феврале NASA вновь напомнило всем об этом, направив взоры землян к далекому и таинственному астероиду (16) Психея. После тщательного анализа прогресса проекта в создании научных инструментов и инженерных систем Psyche получила разрешение перейти к тому, что космическое ведомство США назвало фазой D ее жизненного цикла. По факту речь идет о заключительной стадии операции перед запланированным запуском в августе 2022 года.

Изображения астероида (16) Психея, полученное с помощью Very Large Telescope

«Мы видели метеориты, которые в основном состоят из металла, но Психея уникальна тем, что полностью состоит из железа и никеля», — рассказал Трейси Беккер, планетолог из Юго Западного исследовательского института в Сан-Антонио. По оценкам специалистов, запасы благородных металлов в породах Психеи могут составлять около 110 миллиардов тонн. Но дело не только (вернее, не столько) в номинальной цене объекта, тем более что физических возможностей добывать там полезные ископаемые у землян пока попросту нет. Психея представляет собой прежде всего научно-исследовательскую ценность. Это один из тех объектов, которые, что называется, могут ответить «сразу и на все». Ну или, во всяком случае, на вопросы о происхождении планет и формировании на них жизни.

Где же находится Психея и почему именно она может в такой степени поведать о процессах, которые происходили и происходят в нашей системе? Астероид расположен в области, которую знают как «пояс астероидов». Находится она между орбитами Марса и Юпитера. В сумме масса главного пояса составляет примерно четыре процента от массы Луны, причем больше половины из этого приходится на такие относительно крупные объекты, как Веста, Церера, Паллада и Гигея. Церера — так называемая карликовая планета. Остальные вышеупомянутые тела — астероиды.

Орбита астероида (16) Психея и его положение в Солнечной системе

На фоне тысяч других объектов Пояса астероидов он выделяется хотя бы классом: Психея относится к так называемому спектральному классу M, изученному относительно плохо. Такие объекты обладают умеренно большим альбедо (термин из фотометрии, показывающий, какую часть световых лучей поверхность отражает). Собственно, Психея — самый большой астероид этого класса из всех известных. Он входит в десятку самых массивных астероидов Главного пояса: на него приходится примерно один процент массы всех его тел, массу объекта оценивают в 2,72E19 килограмма.

Изначально инфракрасная орбитальная обсерватория IRAS (InfraRed Astronomical Satellite) определила максимальный размер Психеи в 253 километра, а более детальные наблюдения, проведенные в начале 2000-х, идентифицировали его как эллипсоид с размерами в 214×181×145 километров. Еще позже ученые оценили размеры объекта в 277×238×168 километров. Средняя температура поверхности астероида составляет 160 кельвинов (минус 113 °C). Расстояние до Солнца – 2,834 астрономической единицы.

Как возникла Психея и почему она выделяется на фоне других объектов пояса? Ответы на все эти вопросы мы получим нескоро: пока у людей есть лишь размытое изображение, сделанное в 2018 году комплексом Very Large Telescope, или VLT. А еще есть данные, которые позволяют говорить, что на поверхности астероида заметны признаки наличия воды или гидроксила. Скорее всего, Психея — не что иное, как металлическое ядро протопланеты или его фрагмент. Она могла разрушиться в самом начале формирования нашей системы, столкнувшись с более крупным объектом. Вероятно, после столкновения силикатные породы оболочек, которые окружали металлическое ядро, откололись и разлетелись.

Компьютерное моделирование позволило выявить на поверхности Психеи кратеры, однако их природа ученым неясна. Одна из версий предполагает, что они возникли вследствие импактного воздействия, то есть столкновения с другими космическими телами. Существует еще одна гипотеза: согласно ей, кратеры Психеи имеют вулканическое происхождение.

Нельзя сказать, что за минувшие годы наших знаний о Психее не прибавилось. Не так давно Венди К. Колдуэлл из Лос-Аламосской национальной лаборатории и другие ученые провели двухмерную и трехмерную симуляцию появления самого большого ударного кратера астероида диаметром 67 ± 15 километров. Моделирование позволило подтвердить ранее полученные оценки химического состава небесного тела. В рамках одной из симуляций объект состоял из монеля, а коэффициент его пористости составлял 30-50 процентов. При этом ученые признают, что Психея, вероятно, неоднородное пористое тело с более сложной структурой, чем можно подумать.

Вообще, интерес научного мира выходит далеко за рамки определения структуры астероида. Можно сказать, что, добравшись до Психеи, ученые смогут увидеть «прообраз» ядра Земли, который, вероятно, тоже состоит из никеля и железа. А в перспективе исследователям удастся ответить и на более общие вопросы о формировании планет нашей (и не только) системы.

Работа над космическим аппаратом Psyche

Если максимально упростить, то в рамках миссии ученых более всего интересуют следующие вопросы:

Попутно специалисты хотят разобраться и в ряде других вопросов. Например, если Психея была лишена своей мантии, когда и как это произошло? И если астероид когда-то был расплавлен, то затвердел ли он изнутри или снаружи? Другие вопросы касаются, в частности, охлаждения магнитного поля небесного тела и основных элементов, существующих в металлическом железе сердечника.

План полёта

Психея прибудет к (16) Психея и выйдет на орбиту в 2029 году. Космический корабль будет вращаться на уменьшающихся высотах или режимах. Его первый режим, «Орбита A», позволит космическому кораблю выйти на орбиту длиной 700 км для определения магнитного поля и предварительного картографирования в течение 56 дней. Затем он опустится на орбиту B, установленную на высоте 290 км, на 76 дней для тех же целей. Далее он опустится на орбиту C на высоте 170 км, на 100 дней для исследования гравитации и магнитного поля. Наконец, орбитальный аппарат выйдет на орбиту D на высоте 85 км, чтобы определить химический состав поверхности с помощью гамма-излучения и нейтронных спектрометров. Планируется, что аппарат пробудет на орбите астероида в течение не менее 21 месяца.

В ночь на 14 апреля 2029 года, уже известный всем астероид Апофис приблизится к Земле на расстояние 31 000 км.

В 2029 году при максимальном сближении с Землёй блеск Апофиса достигнет видимой звёздной величины 3,1m, то есть он будет виден невооружённым глазом. Астероид пройдёт на высоте 31 000 км над поверхностью Земли и станет таким же ярким, как звёзды в созвездии Малая Медведица. Согласно оценкам астрономов, диаметр Апофиса предположительно составляет 325 метров.
После проведённых радарных наблюдений возможность столкновения в 2029 году была исключена, однако ввиду неточности начальных данных существовала вероятность столкновения данного объекта с нашей планетой в 2036 году и последующих годах. По последним данным, всё же вероятность столкновения с астероидом в 2036 году крайне мала. В случае падения в моря или крупные озёра, например, в Средиземное море или Байкал, не обошлось бы без разрушительного цунами. Все населённые пункты, расположенные на расстоянии до 300 км, были бы уничтожены полностью.

https://habr.com/ru/articles/545918/

Осталось ждать ровно -  ̶5̶  6 лет!

https://clck.ru/348iA4

Зонд NASA DART успешно протаранил астероид Диморф

DART непрерывно, вплоть до столкновения, передавал фотографии приближающегося Диморфа. В кадр также попал астероид Дидим, вокруг которого вращается Диморф.

Скорость передачи - 1 кадр в секунду. 

ссылка на гифку

Запущенный в ноябре 2021 года зонд DART выполнил цель своей миссии - столкнулся с астероидом Диморф, спутником астероида Дидим. Столкновение на скорости около 6 км/сек произошло в 23:14 UTC 26.09.22. Ожидается, что в результате удара Диморф перейдёт на новую орбиту на которой период его обращения вокруг Дидима уменьшится на 10 минут, что можно будет зарегистрировать с земных обсерваторий. В отличии от всех ранних миссий по столкновению с астероидами целью DART является именно изменение траектории астероида как испытание концепции отклонения опасных для Земли астероидов, поэтому целью и был выбран спутник астероида, изменение 11,9 часового периода которого гораздо легче заметить.

Вслед за DART, но на курсе на столкновение летит кубсат LICIACube который предпринял попытку заснять сам момент столкновения. Передатчик у него слабый, получение данных займёт от нескольких часов, до нескольких дней.

За столкновением следили земные и космические обсерватории. Удалось зарегистрировать мощный выброс пыли после столкновения.

ссылка на гифку

Ну блин...

Запуск миссии DART - таран астероида

Double Asteroid Redirect Test (DART) - миссия по испытанию концепции отклонения угрожающих Земле астероидов при помощи столкновения со специальным аппаратом. Миссия состоит из зонда-снаряда - собственно сам DART и запускаемый вместе с ним кубсат LICIACube который должен отделится от DART-a заранее и заснять момент столкновения. Первоначально, для запечатления момента удара, параллельно с DART должен был лететь европейский зонд "AIDA", но его создание затянулось и в будущем он будет изучать только кратер от столкновения.

Целью удара выступит Диморф - спутник астероида Дидим. Диморф имеет диаметр около 170 метров и обращается вокруг Дидима, имеющего диаметр около 800 метров, по орбите радиусом 1.2 километра с периодом 11.94 часов. DART, масса которого 610 кг, столкнётся с ним на встречном курсе на скорости 6 километров в секунду, что по расчётам изменит орбитальную скорость Диморфа, масса которого 4.8 миллиона тонн, на 0.2 миллиметра в секунду. Так как орбитальная скорость Диморфа составляет около 174 миллиметра в секунду, даже такое малое изменение скорости уменьшит его орбитальный период на 10 минут, что можно будет подтвердить астрономическими наблюдениями. Основная сложность миссии - DART должен попасть точно в центр Диморфа, иначе энергия столкновения частично перейдёт во вращательное движение, а не поступательное. Это отличает эту миссию от миссии Deep Impact, где целью было само столкновение, ради исследования выброшенного материала, без точной оценки влияния на скорость небесного тела. Столкновение произойдёт в октябре 2022 года.

Соответственно, сама проверяемая концепция отклонения столкновением предполагает что угрожающий Земле астероид будет заранее обнаружен, а столкновение создаст отклонение в его траектории, что с течением времени приведёт к тому, что он разминётся с Землей.

.

Старт - 24 ноября в 9:21 МСК (6:21 UTC) Погода: 90% на запуск. 

Отделение полезной нагрузки через 55 минут 40 секунд после старта по таймеру миссии.

Место старта: SLC-4E, База Ванденберг, Калифорния.

Ракета-носитель: Falcon 9 FT, 1-я ступень - B1063.3 (3-й полёт). Ступень использовалась в миссиях - Sentinel-6A и Starlink-28. Обтекатель - новый.

Посадка 1-й ступени на платформу OCISLY в 649 км от места старта в Тихом океане. Спасение створок обтекателя - из воды, в 740 км, NRC Quest.

Особенности:
— Первый для SpaceX запуск аппарата за пределы поля гравитационного влияния Земли.
— DART станет первой межпланетной полезной нагрузкой NASA, запущенной на ранее летавшей 1-й ступени.
— Стоимость запуска - $73 млн, полная стоимость миссии - $250 млн
— Это будет третий запуск SpaceX с Западного побережья за 12 месяцев
— 26-я миссия 2021 года, 129-й пуск Falcon 9 и 137-й запуск SpaceX.

Трансляция от SpaceX

От NASA (скорее всего будет они будут дублировать друг друга)

Русскоязычная ретрансляция от Alpha Centauri

.

DART перед упаковкой под обтекатель

Логотип миссии

Сравнение размеров Дидима и Диморфа с созданными человечеством объектами.