Miből áll az aszteroida? Kisbolygók. Az aszteroidák fizikai jellemzői - magyarázat gyerekeknek

Az aszteroida egy viszonylag kicsi, sziklás kozmikus test, hasonló a Naprendszer bolygójához. Sok aszteroida kering a Nap körül, legnagyobb halmazuk a Mars és a Jupiter pályája között található, és aszteroidaövnek nevezik. Itt található a legnagyobb ismert aszteroida - Ceres. Mérete 970x940 km, azaz majdnem lekerekített. De vannak olyanok, amelyek mérete a porszemcsékéhez hasonlítható. Az aszteroidák, akárcsak az üstökösök, annak az anyagnak a maradványai, amelyből naprendszerünk alakult ki évmilliárdokkal ezelőtt.

A tudósok azt sugallják, hogy galaxisunkban több mint félmillió aszteroida található, amelyek átmérője meghaladja az 1,5 kilométert. A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy a meteoritok és az aszteroidák hasonló összetételűek, így az aszteroidák lehetnek azok a testek, amelyekből meteoritok keletkeznek.

Kisbolygók felfedezése

Az aszteroidák tanulmányozása 1781-ig nyúlik vissza, miután William Herschel felfedezte a világ számára az Uránusz bolygót. A 18. század végén F. Xaver híres csillagászokból álló csoportot gyűjtött össze, akik bolygót kerestek. Xaver számításai szerint a Mars és a Jupiter pályája között kellett volna lennie. A keresés eleinte nem vezetett eredményre, de 1801-ben felfedezték az első aszteroidát, a Cerest. De felfedezője Piazzi olasz csillagász volt, aki nem is volt a Xaver-csoport tagja. A következő néhány évben további három aszteroidát fedeztek fel: a Pallas-t, a Vestát és a Junót, majd leállt a keresés. Alig 30 évvel később Karl Ludovik Henke, aki érdeklődést mutatott a csillagos égbolt tanulmányozása iránt, folytatta a keresést. Azóta a csillagászok évente legalább egy aszteroidát fedeztek fel.

Az aszteroidák jellemzői

Az aszteroidákat a visszavert napfény spektruma szerint osztályozzák: 75%-uk nagyon sötét széntartalmú C osztályú, 15%-a szürkés-kovás S osztályú, a maradék 10%-uk pedig M fémes osztály és számos más ritka faj.

Az aszteroidák szabálytalan alakját az is igazolja, hogy fényességük a fázisszög növekedésével meglehetősen gyorsan csökken. A Földtől való nagy távolság és kis méretük miatt meglehetősen problematikus az aszteroidákról pontosabb adatok beszerzése, az aszteroidák gravitációs ereje olyan kicsi, hogy nem képes minden bolygóra jellemző gömb alakot adni nekik. . Ez a gravitáció lehetővé teszi, hogy a törött aszteroidák különálló blokkokként létezzenek, amelyeket egymáshoz közel tartanak anélkül, hogy érintenének. Ezért csak azok a nagy aszteroidák, amelyek elkerülték a közepes méretű testekkel való ütközést, tudják megtartani a bolygók kialakulása során megszerzett gömbformájukat.

A tudósok úgy vélik, hogy ebben az övben több százezer aszteroida található, és több millió lehet belőlük a világűrben.

Az aszteroidák mérete 6 m és 1000 km között változik. (Bár a 6 m soknak tűnik 1000 km-hez képest, még egy kis aszteroida is erősen hat, ha eltalál.)

A pályán bekövetkezett kis változások időnként az aszteroidák ütközését okozzák egymással, aminek következtében apró darabok törnek le róluk.

Előfordul, hogy ezek a kis töredékek elhagyják pályájukat, és kiégnek a Földben, majd elhívják őket.

Kisbolygók: "Mint a csillagok"

Így fordítják ezeknek az égitesteknek a nevét görögről, bár semmi közük az aszteroidákhoz.

Így az aszteroidaöv nem egy bolygó maradványa, hanem egy olyan bolygó, amely a Jupiter és más óriásbolygók hatására soha nem "sikerült" kialakulni.

fenyegetés a pályáról

A Naprendszerben hatalmas számú aszteroida és nagy meteoroid mozog.

Legtöbbjük a Mars és a Jupiter pályája között koncentrálódik, de időről időre ezen űrobjektumok egy része ütközések vagy gravitációs zavarok miatt megváltoztatja megszokott pályáját, és a Föld közelében köt ki.

Ez ritkábban fordul elő üstökösöknél, de az aszteroidák valós veszélyt jelentenek, ezért a csillagászok szorosan figyelemmel kísérik mozgásukat.

A múltban a Föld többször is ütközött különböző méretű aszteroidákkal. A kutatók úgy vélik, hogy az ilyen események eredménye az oktatás és a halál volt.

Egy kis, 20-30 m átmérőjű, 20 km/s sebességgel mozgó aszteroida a Földre zuhanáskor annyi energiát szabadít fel, mint egy megatonna kapacitású nukleáris töltés TNT egyenértékben.

Az ekkora aszteroidák óriási károkat okozhatnak, de nem fenyegetik globális katasztrófával a bolygót. Ezért az "égi járőrök" figyelme a kis égitestekre szegeződik, amelyek mérete meghaladja a fél kilométert.

Az egyik a 2004-ben felfedezett Apophis kisbolygó, amelynek pályája 2029-ben 29 ezer km-re közelíti meg a Földet.

Ugyanakkor körülbelül egy a százhoz az esély, hogy aszteroida ütközés történhet bolygónkkal, ezért már most is gondosan figyelik az Apophis minden mozgását a pályán, és terveket dolgoznak ki annak megsemmisítésére, ha az ütközés valószínűsége megnő. igazán magas.

Egy ilyen kozmikus testnek, mint például az Apophisnak a Földre zuhanása a 300 km-es körzetben lévő falvak teljes pusztulásához, gigantikus tengerhez és kiszámíthatatlan környezeti változásokhoz vezethet.

Kisbolygók a Kuiper-övben

1992-től kezdődően a csillagászok egyre több aszteroidát kezdtek felfedezni a Kuiper-övben – ma már több mint ezer van belőlük. Összetételükben különböznek azoktól, amelyek a Mars és a Jupiter közötti övet alkotják.

A fő aszteroidaövben három testcsoportot különböztetnek meg - szilikát (kő), fémes és széntartalmú. A Kuiper-öv aszteroidái szinte teljes egészében törmelékből állnak.

A modern teleszkópok nem adnak fogalmat az aszteroidák megjelenéséről, és a közeli ismeretségük csak akkor kezdődött, amikor elkezdték megközelíteni a kis bolygókat. Az aszteroidák többsége szabálytalan alakú, meteorikus testekkel borított testnek bizonyult.

A kutatók az aszteroidák "családjait" különböztetik meg - hasonló pályával rendelkező kis aszteroidák csoportjait, amelyek nagyobb aszteroidák más objektumokkal való ütközésekor jöttek létre. Közülük három gyakran megközelíti a Föld pályáját – ez Ámor, Apollo és Aten családja.

A csillagászatban az aszteroida egy kis égitest, amely független elliptikus pályán forog a Nap körül. Az aszteroidák kémiai összetétele változatos. Ezen égitestek többsége széntartalmú objektum. A Naprendszerben azonban jelentős számú szilícium és fém aszteroida is található.

aszteroida-öv

A Naprendszerben a Mars és a Jupiter bolygók pályái között rengeteg különböző méretű és alakú aszteroida található. Az égitestek ezen halmazát aszteroidaövnek nevezik. Itt találhatók rendszerünk legnagyobb aszteroidái: Vesta, Ceres, Hygiea és Pallas. Érdemes megjegyezni, hogy az aszteroidák megfigyelésének és tanulmányozásának története a Ceres felfedezésével kezdődött.

A legnagyobb aszteroidák

Vesta

Ez a legnehezebb aszteroida és az egyik legnagyobb (a második legnagyobb). Az égitestet 1807-ben fedezte fel Heinrich Olbers. Érdekes módon a Vesta szabad szemmel is megfigyelhető. Az aszteroidát Carl Gauss az ókori római istennő, a családi tűzhely védőnője tiszteletére nevezte el.

Ceres

A Cerest, a termékenység ókori római istennőjéről nevezték el, Giuseppe Piazzi fedezte fel 1801-ben. Kezdetben a tudósok azt hitték, hogy egy másik bolygót fedeztek fel, de később megállapították, hogy a Ceres egy aszteroida. Ennek az égitestnek az átmérője 960 km, így az aszteroida a legnagyobb az övben.

Hygiea

A Hygiea felfedezésének érdeme Annibale de Gasparis. 1849-ben egy nagy égitestet fedezett fel az aszteroidaövben, amely később az egészség és a jólét ókori görög istennője nevet kapta.

Pallas

Ezt az aszteroidát egy évvel a Ceres felfedezése után fedezték fel, Heinrich Olbers német csillagász megfigyeléseinek köszönhetően. Pallas nevét az ókori görög háború istennőjének, Athénének a húgáról kapta.

Földi ütközés veszélye

Vegye figyelembe, hogy a múltban bolygónkat 6, legalább 10 km átmérőjű aszteroida ütközött be. Ezt bizonyítják hatalmas kráterek a Föld felszínén különböző országokban. A legidősebb kráter 2 milliárd éves, a legfiatalabb 50 ezer éves. Így mindig fennáll annak a potenciális veszélye, hogy egy aszteroida összeütközik a Földdel.

A tudósok attól tartanak, hogy valami hasonló történhet 2029-ben, amikor az ókori egyiptomi pusztító istenről elnevezett óriásbolygó, az Apophis elhalad bolygónk közelében. Az idő azonban eldönti, hogy az aszteroida ütközik-e a Földdel, vagy biztonságosan elhalad mellette.

Nathan Eismont,
A fizikai és matematikai tudományok kandidátusa, vezető kutató (Orosz Tudományos Akadémia Űrkutatási Intézete)
Anton Ledkov,
Kutató (RAS Űrkutató Intézet)
"Tudomány és Élet" 2015. 1. sz., 2015. 2. sz.

A Naprendszert általában üres térnek tekintik, amelyben nyolc bolygó kering, némelyik a műholdjaikkal együtt. Valaki emlékezni fog több kisbolygóra, amelyeknek nemrégiben a Plútót tulajdonították, az aszteroidaövről, a Földre olykor lehulló meteoritokról és az eget időnként díszítő üstökösökről. Ez az elképzelés teljesen helytálló: a sok űrhajó közül egy sem szenvedett ütközést aszteroidával vagy üstökössel – a tér meglehetősen tágas.

Ennek ellenére a Naprendszer hatalmas térfogata nem százezreket és nem tízmilliókat, hanem kvadrilliókat (tizenöt nullával rendelkezőket) tartalmaz különböző méretű és tömegű kozmikus testeket. Mindegyik a fizika és az égi mechanika törvényei szerint mozog és kölcsönhatásba lép. Némelyikük a nagyon korai Univerzumban keletkezett, és annak ősanyagából áll, és ezek az asztrofizikai kutatás legérdekesebb tárgyai. De vannak nagyon veszélyes testek is - nagy aszteroidák, amelyeknek a Földdel való ütközése elpusztíthatja rajta az életet. Az aszteroidaveszély nyomon követése és megszüntetése ugyanolyan fontos és izgalmas munkaterület az asztrofizikusok számára.

Az aszteroidák felfedezésének története

Az első aszteroidát 1801-ben fedezte fel Giuseppe Piasi, a palermói (Szicília) csillagvizsgáló igazgatója. Ceresnek nevezte el, és eleinte kisebb bolygónak tekintette. Az "aszteroida" kifejezést, az ógörögről lefordítva - "mint egy csillag", William Herschel csillagász javasolta (lásd a "Tudomány és élet" 2012. évi 7. számot, "A zenész, William Herschel meséje, aki megduplázta a teret" című cikket. "). A következő hat évben felfedezett Cerest és hasonló objektumokat (Pallas, Juno és Vesta) pontoknak tekintették, a bolygók esetében nem korongoknak; ugyanakkor az állócsillagokkal ellentétben bolygóként mozogtak. Meg kell jegyezni, hogy a megfigyeléseket, amelyek ezeknek a kisbolygóknak a felfedezéséhez vezettek, szándékosan hajtották végre, hogy megpróbálják megtalálni a "hiányzó" bolygót. A tény az, hogy a már felfedezett bolygók a Naptól távol eső pályákon helyezkedtek el, a Bode-törvénynek megfelelő távolságban. Ennek megfelelően egy bolygónak kellett volna lennie a Mars és a Jupiter között. Mint ismeretes, ilyen pályán nem találtak bolygót, de később megközelítőleg ezen a területen fedeztek fel egy aszteroidaövet, amelyet főnek neveznek. Ráadásul a Bode-törvénynek, mint kiderült, nincs fizikai indoklása, és jelenleg egyszerűen a számok egyfajta véletlenszerű kombinációjának tekintik. Sőt, a későbbiekben (1848) felfedezett Neptunusz olyan pályán volt, amely nem volt összhangban vele.

A négy említett aszteroida felfedezése után a további nyolc évig tartó megfigyelések nem vezettek sikerre. Leállították őket a napóleoni háborúk miatt, amelyek során leégett a Bréma melletti Lilienthal város, ahol csillagászok - aszteroidavadászok találkozóit tartottak. A megfigyeléseket 1830-ban folytatták, de sikert csak 1845-ben értek el, amikor felfedezték az Astrea aszteroidát. Azóta évente legalább egy aszteroidát fedeztek fel. Legtöbbjük a fő aszteroidaövhöz tartozik, a Mars és a Jupiter közé. 1868-ban már körülbelül száz felfedezett aszteroidát, 1981-ben 10 000, 2000-ben pedig több mint 100 000 aszteroidát.

Az aszteroidák kémiai összetétele, alakja, mérete és pályája

Ha az aszteroidákat a Naptól való távolságuk szerint osztályozzák, akkor az első csoportba tartoznak a vulkanoidok - egyfajta hipotetikus kis bolygók öve a Nap és a Merkúr között. Ebből az övből még egyetlen objektumot sem fedeztek fel, és bár számos aszteroidák lezuhanása során keletkezett becsapódási krátert figyeltek meg a Merkúr felszínén, ez nem szolgálhat bizonyítékként az öv létezésére. Korábban az ottani kisbolygók jelenléte próbálta megmagyarázni a Merkúr mozgásának anomáliáit, de aztán relativisztikus hatások alapján magyarázták azokat. Tehát a vulkanoidok esetleges jelenlétének kérdésére a végső válasz még nem érkezett meg. Ezt követik a négy csoportba tartozó földközeli aszteroidák.

Fő öv aszteroidák a Mars és a Jupiter pályája között elhelyezkedő pályákon mozognak, vagyis a Naptól 2,1-3,3 csillagászati ​​egység (AU) távolságra. Keringési síkjaik az ekliptika közelében helyezkednek el, az ekliptikához való dőlésük főként 20 fokos, egyes esetekben akár 35 fokos is lehet, az excentricitások nullától 0,35-ig. Nyilvánvalóan a legnagyobb és legfényesebb aszteroidákat fedezték fel először: a Ceres, a Pallas és a Vesta átlagos átmérője 952, 544 és 525 kilométer. Minél kisebbek az aszteroidák, annál többen vannak: a 100 000 főöv-aszteroidából mindössze 140 átlagos átmérője meghaladja a 120 kilométert. Valamennyi kisbolygójának össztömege viszonylag kicsi, a Hold tömegének csak körülbelül 4%-át teszi ki. A legnagyobb aszteroida - a Ceres - tömege 946·10 15 tonna. Maga az érték nagyon nagynak tűnik, de a Hold tömegének (735 10 17 tonna) mindössze 1,3%-a. Első közelítésként egy aszteroida mérete a fényessége és a Naptól való távolsága alapján határozható meg. De figyelembe kell vennünk az aszteroida fényvisszaverő jellemzőit is - az albedóját. Ha az aszteroida felszíne sötét, gyengébben világít. Ezen okok miatt a tíz aszteroidát tartalmazó listán, amely az ábrán a felfedezésük sorrendjében található, a harmadik legnagyobb aszteroida, a Hygiea az utolsó helyen áll.

A fő aszteroidaövet ábrázoló rajzokon sok sziklatömb látható, amelyek meglehetősen közel mozognak egymáshoz. Valójában a kép nagyon távol áll a valóságtól, mivel általánosságban elmondható, hogy az öv kis tömege oszlik el a nagy térfogaton, így a tér meglehetősen üres. A Jupiter pályáján túlra eddig felbocsátott összes űrhajó áthaladt az aszteroidaövön anélkül, hogy az aszteroidával való ütközés észrevehető kockázata lenne. A csillagászati ​​idő mércéje szerint azonban az aszteroidák egymással és bolygókkal való ütközése már nem tűnik olyan valószínűtlennek, amint azt a felszínükön lévő kráterek száma alapján lehet megítélni.

trójaiak- a bolygók pályája mentén mozgó aszteroidák, amelyek közül az elsőt Max Wolf német csillagász fedezte fel 1906-ban. Az aszteroida a Jupiter pályáján kering a Nap körül, átlagosan 60 fokkal megelőzve azt. Ezenkívül égitestek egész csoportját fedezték fel, amelyek a Jupiter előtt haladtak.

Kezdetben neveket kaptak a trójai háború legendájának hőseinek tiszteletére, akik a Tróját ostromló görögök oldalán harcoltak. A Jupitert vezető aszteroidákon kívül van egy kisbolygócsoport, amely nagyjából azonos szöggel lemaradt tőle; trójainak nevezték el őket Trója védelmezőiről. Jelenleg mindkét csoport aszteroidáit trójainak hívják, és a Lagrange L 4 és L 5 pontok közelében mozognak, amelyek a háromtest probléma stabil mozgási pontjai. A közelükbe esett égitestek rezgőmozgást végeznek anélkül, hogy túl messzire mennének. Eddig meg nem magyarázott okok miatt körülbelül 40%-kal több aszteroida van a Jupiter előtt, mint ahányan lemaradnak. Ezt erősítették meg a NEOWISE amerikai műhold legutóbbi mérései, amelyeket infravörös tartományban működő detektorokkal felszerelt 40 cm-es teleszkóppal végzett. Az infravörös tartományban végzett mérések jelentősen bővítik az aszteroidák tanulmányozásának lehetőségeit a látható fényt adókkal összehasonlítva. Hatékonyságukat a Naprendszerben található aszteroidák és üstökösök NEOWISE segítségével katalogizált száma alapján lehet megítélni. Több mint 158 ​​ezren vannak, és az apparátus küldetése folytatódik. Érdekes módon a trójaiak jelentősen különböznek a legtöbb fő öv-aszteroidától. Matt felületűek, vörösesbarna színűek, és főleg az úgynevezett D-osztályba tartoznak. Ezek nagyon alacsony albedójú, azaz gyengén tükröződő felületű aszteroidák. Hozzájuk hasonló csak a fő öv külső részein található.

Nem csak a Jupiterben vannak trójaiak; a Naprendszer más bolygói, köztük a Föld (de nem a Vénusz és a Merkúr), szintén kísérik a trójaiakat, Lagrange-pontjaik L 4, L 5 közelében csoportosulva. A 2010 TK7 nevű trójai aszteroidát a NEOWISE teleszkóp segítségével fedezték fel egészen a közelmúltban - 2010-ben. A Föld előtt halad, miközben az L 4 pont közelében lengésének amplitúdója igen nagy: az aszteroida a Nap körüli mozgása során a Földdel ellentétes pontba ér, és szokatlanul messze az ekliptika síkjától.

Az oszcillációk ilyen nagy amplitúdója a Föld lehetséges megközelítéséhez vezet 20 millió kilométerre. A Földdel való ütközés azonban, legalábbis a következő 20 000 évben, teljesen kizárt. A földi trójai mozgása nagyon különbözik a Jupiter trójaiak mozgásától, amelyek nem hagyják el Lagrange-pontjaikat ilyen jelentős szögtávolságra. A mozgás ilyen jellege megnehezíti az űrhajók elérését, mivel a trójai pályájának az ekliptika síkjához viszonyított jelentős dőlése miatt a Földről a kisbolygó elérése és leszállása túl nagy karakterisztikus sebességet igényel, és ennek következtében magas üzemanyag-fogyasztás.

Kuiper-öv a Neptunusz pályáján kívül fekszik, és 120 AU-ig terjed. a naptól. Közel van az ekliptika síkjához, rengeteg objektum lakja, amelyek vízjeget és fagyott gázokat tartalmaznak, és úgynevezett rövid periódusú üstökösök forrásaként szolgál. Az első objektumot ebből a vidékről 1992-ben fedezték fel, és eddig már több mint 1300. Mivel a Kuiper-öv égitestei nagyon távol helyezkednek el a Naptól, nehéz meghatározni a méretüket. Ez az általuk visszavert fény fényerejének mérése alapján történik, és a számítás pontossága attól függ, mennyire ismerjük albedójuk értékét. Az infravörös tartományban végzett mérések sokkal megbízhatóbbak, mivel megadják az objektumok önsugárzási szintjét. Ilyen adatokat a Spitzer űrteleszkóp kapott a Kuiper-öv legnagyobb objektumaira vonatkozóan.

Az öv egyik legérdekesebb tárgya a Haumea, amely a termékenység és a gyermekvállalás hawaii istennőjéről kapta a nevét; ütközések következtében kialakult család része. Úgy tűnik, hogy ez az objektum egy másik fele akkora objektummal ütközött. Az ütközés következtében nagy jégdarabok szóródtak szét, és Haumea körülbelül négy órán keresztül forogni kezdett. Egy ilyen gyors pörgetés amerikaifoci vagy dinnye formáját kölcsönözte neki. Haumeát két műhold kíséri - Hi'iaka (Hi'iaka) és Namaka (Namaka).

A jelenleg elfogadott elméletek szerint a Kuiper-öv objektumainak körülbelül 90%-a távoli körpályákon mozog a Neptunusz pályáján túl – ahol kialakultak. Ennek az övnek több tucat tárgya (ezeket kentauroknak nevezik, mert a Nap távolságától függően kisbolygóként vagy üstökösként jelennek meg), esetleg a Naphoz közelebb eső területeken keletkeztek, majd az Uránusz gravitációs hatása, ill. A Neptunusz magas ellipszis alakú pályára vitte őket 200 AU-ig terjedő ahéliumokkal és nagy hajlamok. 10 AU vastagságú korongot alkottak, de a Kuiper-öv tényleges külső szélét még nem határozták meg. A közelmúltban a Plútót és a Charont tekintették a Naprendszer külső részének jeges világainak egyetlen példájának. De 2005-ben egy másik bolygótestet fedeztek fel - Erist (a görög viszályistennőről nevezték el), amelynek átmérője valamivel kisebb, mint a Plútó átmérője (kezdetben azt feltételezték, hogy 10%-kal nagyobb). Az Eris 38 AU perihéliumú pályán mozog. és aphelion 98 a.u. Van egy kis műholdja - Dysnomia (Dysnomia). Eleinte az Eriszt a tizedik (a Plútó után) bolygónak tervezték a Naprendszerben, ám ehelyett a Nemzetközi Csillagászati ​​Unió kizárta a Plútót a bolygók listájáról, így alakult ki egy új, törpebolygók nevű osztály, amelybe a Plútó, az Eris és Ceres. Feltételezik, hogy a Kuiper-övben több százezer jeges test található, amelyek átmérője 100 kilométer, és legalább egy billió üstökös található. Ezek az objektumok azonban többnyire viszonylag kicsik – 10–50 kilométer átmérőjűek – és nem túl fényesek. A Nap körüli forradalmuk periódusa több száz év, ami nagyban megnehezíti észlelésüket. Ha egyetértünk azzal a feltételezéssel, hogy csak körülbelül 35 000 Kuiper-öv objektumának van 100 kilométernél nagyobb átmérője, akkor ezek össztömege több százszor nagyobb, mint a fő aszteroidaöv ekkora testeinek tömege. 2006 augusztusában arról számoltak be, hogy a Scorpio X-1 neutroncsillag röntgenadat-archívumában kis tárgyak által okozott fogyatkozásokat találtak. Ez alapot adott annak állítására, hogy a Kuiper-öv körülbelül 100 méteres vagy annál nagyobb méretű objektumainak száma megközelítőleg kvadrillió (10 15). Kezdetben, a Naprendszer evolúciójának korábbi szakaszaiban a Kuiper-öv objektumainak tömege jóval nagyobb volt, mint most, 10-ről 50 Földtömegre. Jelenleg a Kuiper-öv összes testének össztömege, valamint a Naptól még távolabb található Oort-felhő tömege jóval kisebb, mint a Hold tömege. A számítógépes szimulációk szerint az őskorong szinte teljes tömege meghaladja a 70 AU-t. a Neptunusz okozta ütközések miatt veszett el, ami az övtárgyak porrá őrléséhez vezetett, amit a napszél a csillagközi térbe sodort. Mindezek a testek nagy érdeklődésre tartanak számot, mivel feltételezhető, hogy a Naprendszer kialakulása óta megőrizték eredeti formájukat.

Oort felhő a Naprendszer legtávolabbi tárgyait tartalmazza. Ez egy gömb alakú régió, amely 5000 és 100 000 AU közötti távolságokra terjed ki. a Napból, és a Naprendszer belső tartományát elérő hosszú periódusú üstökösök forrásának tekintik. Magát a felhőt 2003-ig nem figyelték meg műszeresen. 2004 márciusában egy csillagászcsapat bejelentette, hogy felfedeztek egy bolygószerű objektumot, amely rekord távolságra kering a Nap körül, vagyis egyedülállóan hideg a hőmérséklete.

Ez az objektum (2003VB12), amelyet Sednának neveztek el az eszkimó istennőről, aki életet ad a sarkvidéki tengermélység lakóinak, nagyon rövid időre közelíti meg a Napot, egy nagyon megnyúlt elliptikus pályán mozog, 10 500 éves időtartammal. De a Sedna még a Naphoz való közeledés során sem éri el a Kuiper-öv külső határát, amely 55 AU-nál található. a Naptól: pályája 76 (perihélion) és 1000 (aphelion) AU között van. Ez lehetővé tette a Sedna felfedezői számára, hogy az első megfigyelt égitestnek tulajdonítsák az Oort felhőből, amely állandóan a Kuiper-övön kívül található.

A spektrális jellemzők szerint a legegyszerűbb osztályozás az aszteroidákat három csoportra osztja:
C - szén (75% ismert),
S - szilícium (17% ismert),
U - nem szerepel az első két csoportban.

Jelenleg a fenti besorolás egyre inkább bővül és részletezi, beleértve az új csoportokat is. 2002-re számuk 24-re nőtt. Egy új csoportra példa a többnyire fémes aszteroidák M-osztálya. Figyelembe kell azonban venni, hogy az aszteroidák osztályozása felszínük spektrális jellemzői alapján igen nehéz feladat. Az azonos osztályba tartozó aszteroidák kémiai összetétele nem feltétlenül azonos.

Űrküldetések aszteroidák felé

Az aszteroidák túl kicsik a földi teleszkópokkal történő részletes tanulmányozáshoz. Leképezhetők radarral is, de ehhez elég közel kell repülniük a Földhöz. Az aszteroidák méretének meghatározására egy meglehetősen érdekes módszer a csillagok aszteroidák általi okkultációjának megfigyelése az út több pontjáról a Föld felszínének egy közvetlen csillag - aszteroida - pontján. A módszer abból áll, hogy az aszteroida ismert röppályája szerint kiszámítják a csillag-aszteroida irányának a Földdel való metszéspontjait, és ezen az úton bizonyos távolságra tőle, amelyet az aszteroida becsült mérete határozza meg. , teleszkópok vannak felszerelve, amelyek követik a csillagot. Egy ponton az aszteroida eltakarja a csillagot, eltűnik a megfigyelő számára, majd újra megjelenik. Az árnyékolási idő időtartamából és az aszteroida ismert sebességéből meghatározzák az átmérőjét, és megfelelő számú megfigyelővel a kisbolygó sziluettje is megkapható. Ma már létezik olyan amatőrcsillagász közösség, amely sikeresen végez koordinált méréseket.

Az űrhajók aszteroidákra való repülései összehasonlíthatatlanul több lehetőséget nyitnak meg tanulmányozásukra. Az aszteroidát (951 Gaspra) a Galileo űrszonda fényképezte először 1991-ben a Jupiter felé vezető úton, majd 1993-ban a 243 Ida aszteroidát és annak műholdját, a Dactylt. De úgyszólván megtörtént.

Az első kifejezetten aszteroida-kutatásra tervezett űrszonda a NEAR Shoemaker volt, amely a 253 Matilda nevű aszteroidát fényképezte, majd 2001-ben a felszínén landolva a 433 Eros körüli pályára állt. Azt kell mondanom, hogy a leszállást eredetileg nem tervezték, de miután sikeresen tanulmányozták ezt az aszteroidát a műhold pályájáról, úgy döntöttek, hogy megpróbálnak lágy leszállást végrehajtani. Bár az eszköz nem volt felszerelve leszállóberendezésekkel, és a vezérlőrendszere sem biztosított ilyen műveleteket, a Földről érkező parancsok alapján sikerült leszállítani az eszközt, és rendszerei tovább működtek a felszínen. Ráadásul a Matilda elrepülése nemcsak egy képsorozat készítését tette lehetővé, hanem az aszteroida tömegének meghatározását is a berendezés pályájának megzavarásából.

Mellékes feladatként (a fő végrehajtása során) a Deep Space apparátus 1999-ben feltárta a 9969 Braille aszteroidát és a Stardust apparátust, az 5535 Annafranc aszteroidát.

A japán Hayabus apparátus (lefordítva „sólyom”) segítségével 2010 júniusában sikerült talajmintákat visszajuttatni a Földre az Itokawa 25 143 jelű aszteroida felszínéről, amely a spektrális osztályba tartozó földközeli aszteroidákhoz (Apollos) tartozik. S (szilícium). Az aszteroida fotóján zord terep látható, sok sziklával és macskakővel, amelyek közül több mint 1000 átmérője meghaladja az 5 métert, néhány pedig akár 50 méteres is. Az Itokawa ezen funkciójára később visszatérünk.

Az Európai Űrügynökség által 2004-ben a Csurjumov-Gerasimenko üstökösre felbocsátott Rosetta űrszonda 2014. november 12-én sikeresen landolta magján a Philae modult. Útközben az űrszonda 2008-ban a 2867 Steins és 2010-ben a 21 Lutetia aszteroidák körül repült. Az eszköz nevét annak a kőnek a nevéről (Rosetta) kapta, amelyet Egyiptomban találtak napóleoni katonák a nílusi Philae szigetén található Rosetta ősi városa közelében, amely a leszállóegység nevét adta. A kőre két nyelvű szöveget faragtak: az ókori egyiptomi és az ókori görög nyelvet, amelyek megadták a kulcsot az ókori egyiptomiak civilizációjának titkainak feltárásához - a hieroglifák megfejtéséhez. A történelmi neveket választva a projekt fejlesztői hangsúlyozták a küldetés célját - a Naprendszer keletkezésének és fejlődésének titkainak feltárását.

A küldetés azért érdekes, mert amikor a Philae modul az üstökösmag felszínére szállt, az messze volt a Naptól, ezért inaktív volt. Ahogy közeledik a Naphoz, a mag felszíne felmelegszik, és megkezdődik a gázok és a por kibocsátása. Mindezen folyamatok fejlődése megfigyelhető, az események középpontjában állva.

Nagyon érdekes a folyamatban lévő Dawn (Dawn) küldetés, amelyet a NASA programja keretében hajtanak végre. Az eszközt 2007-ben indították útnak, 2011 júliusában érte el a Vesta aszteroidát, majd áthelyezték műholdpályájára, és 2012 szeptemberéig ott végzett kutatásokat. Jelenleg az eszköz a legnagyobb aszteroidához, a Cereshez tart. Rajta egy elektromos rakéta-ion tolóerő. A munkafolyadék (xenon) kilégzési sebessége által meghatározott hatásfoka csaknem egy nagyságrenddel nagyobb, mint a hagyományos vegyi hajtóművek hatásfoka (lásd "Tudomány és Élet" 1999. 9. szám, "Űrvillamos mozdony" cikk "). Ez lehetővé tette, hogy az egyik aszteroida műholdjának pályájáról egy másik aszteroida műholdjának pályájára repüljünk. Bár a Vesta és a Ceres aszteroidák a fő aszteroidaöv meglehetősen közeli pályáján mozognak, és a legnagyobbak benne, fizikai jellemzőikben nagyban különböznek. Ha a Vesta egy „száraz” aszteroida, akkor a Ceresben a földi megfigyelések szerint víz, szezonális vízjégsapkák és még egy nagyon vékony légkörréteg is található.

A kínaiak az aszteroida-kutatáshoz is hozzájárultak azzal, hogy a Chang'e űrszondájukat a 4179 Tautatis nevű aszteroidára küldték. Fényképsorozatot készített a felszínéről, miközben a minimális repülési távolság mindössze 3,2 kilométer volt; a legjobb felvétel azonban 47 kilométeres távolságban készült. A képek azt mutatják, hogy az aszteroida szabálytalan, hosszúkás alakú - 4,6 kilométer hosszú és 2,1 kilométer átmérőjű. Az aszteroida tömege 50 milliárd tonna, nagyon érdekes tulajdonsága a nagyon egyenetlen sűrűsége. Az aszteroida térfogatának egyik részének sűrűsége 1,95 g/cm 3, a másiké 2,25 g/cm 3 . Ezzel kapcsolatban felmerült, hogy a Tautatis két aszteroida egyesülésének eredményeként jött létre.

Ami a közeljövő kisbolygó küldetését illeti, lehetne kezdeni a Japán Légiközlekedési Ügynökséggel, amely a Hyabus-2 űrszonda 2015-ös felbocsátásával kívánja folytatni kutatási programját azzal a céllal, hogy az 1999 JU3 aszteroida talajmintáit visszajuttassa a Földre. 2020-ban. Az aszteroida a C spektrális osztályba tartozik, a Föld pályáját keresztező pályán van, aféliuma majdnem eléri a Mars pályáját.

Egy évvel később, azaz 2016-ban indul a NASA OSIRIS-Rex projektje, melynek célja, hogy a közelmúltban Bennu névre keresztelt, C spektrális osztályba sorolt ​​1999 RQ36 nevű földközeli kisbolygó felszínéről talajt hozzon vissza. Azt tervezték, hogy az eszköz 2018-ban éri el az aszteroidát, és 2023-ban 59 gramm kőzetet juttat el a Földre.

Mindezen projektek felsorolása után lehetetlen megemlíteni egy körülbelül 13 000 tonna súlyú aszteroidát, amely 2013. február 15-én Cseljabinszk közelében zuhant, mintha megerősítené a híres amerikai szakember Donald Yeomans aszteroidaproblémával kapcsolatos kijelentését: „Ha megtennénk nem az aszteroidákhoz repülnek, akkor hozzánk repülnek." Ez hangsúlyozta az aszteroidák tanulmányozásának egy másik aspektusának fontosságát – az aszteroidaveszélyt és az aszteroidák Földdel való ütközésének lehetőségével kapcsolatos problémák megoldását.

Az aszteroidák tanulmányozásának nagyon váratlan módszerét javasolta az Asteroid Redirect Mission, vagy ahogy nevezik, a Keck projekt. Koncepcióját a pasadenai (Kaliforniai) Keck Űrkutatási Intézet dolgozta ki. William Myron Keck egy jól ismert amerikai filantróp, aki 1954-ben megalapította az Egyesült Államok Tudományos Kutatási Alapítványát. A projektben kiinduló feltételként tételezték fel, hogy az aszteroida feltárásának feladatát egy személy részvételével oldják meg, vagyis az aszteroidához vezető küldetést emberrel kell ellátni. De ebben az esetben a teljes repülés időtartama a Földre való visszatéréssel elkerülhetetlenül legalább több hónapig tart. És ami a legkellemetlenebb egy emberes expedíciónak, vészhelyzet esetén ez az idő nem csökkenthető az elfogadható határok közé. Ezért azt javasolták, hogy az aszteroidához való repülés helyett az ellenkezőjét tegyék: pilóta nélküli járművek segítségével szállítsák le az aszteroidát a Földre. De nem a felszínre, ahogy az a cseljabinszki aszteroidánál történt, hanem a holdihoz hasonló pályára, és emberes űreszközt küldeni a közelébe került aszteroidára. Ez a hajó megközelíti, elfogja, az űrhajósok pedig tanulmányozzák, kőzetmintákat vesznek és eljuttatják a Földre. Vészhelyzetben pedig egy héten belül visszatérhetnek az űrhajósok a Földre. Az így mozgott kisbolygó szerepének fő jelöltjeként a NASA már a 2011 MD földközeli kisbolygót választotta, amely az Ámorokhoz tartozik. Átmérője 7-15 méter, sűrűsége 1 g/cm 3, azaz körülbelül 500 tonna tömegű, laza törmelékkupacnak tűnhet. Keringési pályája nagyon közel van a Föld pályájához, 2,5 fokkal dől az ekliptikához, periódusa 396,5 nap, ami egy 1,056 AU-os félnagytengelynek felel meg. Érdekesség, hogy az aszteroidát 2011. június 22-én fedezték fel, június 27-én pedig nagyon közel repült a Földhöz – mindössze 12 ezer kilométerre.

A 2020-as évek elejére tervezik a küldetést egy aszteroida Földi műhold pályára történő rögzítésére. Az aszteroida befogására és új pályára való áthelyezésére tervezett űrhajó xenon elektromos tolóerőkkel lesz felszerelve. Az aszteroida pályájának megváltoztatására irányuló műveletek közé tartozik egy gravitációs manőver is a Hold közelében. Ennek a manővernek a lényege, hogy elektromos rakétahajtóművek segítségével irányítsák a mozgást, amely biztosítja a Hold közelének áthaladását. Ugyanakkor a gravitációs tere hatására az aszteroida sebessége a kezdeti hiperbolikusról (vagyis a Föld gravitációs teréből való kilépéshez vezető) a Föld műhold sebességére változik.

Kisbolygók kialakulása és fejlődése

Ahogy az aszteroidák felfedezésének történetéről szóló részben már említettük, az elsőket egy hipotetikus bolygó keresése során fedezték fel, amelynek a (most hibásnak elismert) Bode-törvény értelmében között kellett volna keringeni. Mars és Jupiter. Kiderült, hogy a soha fel nem fedezett bolygó pályájának közelében egy aszteroidaöv található. Ez szolgált alapul annak a hipotézisnek a felállításához, amely szerint ez az öv a pusztulása következtében alakult ki.

A bolygót az ókori görög napisten, Héliosz fia után Phaetonnak nevezték el. A Phaeton pusztulásának folyamatát szimuláló számítások nem minden változatában erősítették meg ezt a hipotézist, kezdve attól, hogy a bolygót szétszakította a Jupiter és a Mars gravitációja, és egy másik égitesttel való ütközésig.

Az aszteroidák kialakulása és evolúciója csak a Naprendszer egésze kialakulásának folyamatainak egyik összetevőjének tekinthető. Jelenleg az általánosan elfogadott elmélet azt sugallja, hogy a Naprendszer a gáz és a por ősi felhalmozódásából keletkezett. A halmazból egy korong alakult ki, melynek inhomogenitásai a bolygók és a naprendszer kis testeinek megjelenéséhez vezettek. Ezt a hipotézist támasztják alá a modern csillagászati ​​megfigyelések, amelyek lehetővé teszik a fiatal csillagok bolygórendszereinek fejlődésének korai szakaszában történő kimutatását. A számítógépes modellezés is megerősíti ezt, olyan képeket készít, amelyek meglepően hasonlítanak a bolygórendszerek képeihez fejlődésük bizonyos fázisaiban.

A bolygók kialakulásának kezdeti szakaszában megjelentek az úgynevezett planetezimálok - a bolygók "embriói", amelyekre a gravitációs hatás következtében por tapadt. A bolygóképződés ilyen kezdeti fázisának példájaként a Lutetia aszteroidát emelik ki. Ez a meglehetősen nagy, 130 kilométer átmérőjű aszteroida egy szilárd részből és egy vastag (akár egy kilométeres) tapadó porrétegből, valamint a felszínen szétszórt sziklákból áll. A protobolygók tömegének növekedésével a formálódó égitest vonzási ereje és ennek következtében összenyomó ereje nőtt. Az anyag felmelegedése és megolvadása következett be, ami a protobolygó rétegződéséhez vezetett az anyagok sűrűsége szerint, és a test átalakul gömb alakúra. A legtöbb kutató arra a hipotézisre hajlik, hogy a Naprendszer evolúciójának kezdeti szakaszaiban sokkal több protobolygó jött létre, mint a ma megfigyelt bolygók és kis égitestek. Ekkor a kialakult gázóriások - a Jupiter és a Szaturnusz - bevándoroltak a rendszerbe, közelebb a Naphoz. Ez jelentős zavart okozott a Naprendszer feltörekvő testeinek mozgásában, és egy olyan folyamat kialakulását idézte elő, amelyet a nehézbombázás időszakának neveznek. A főként a Jupiter felől érkező rezonáns hatások következtében a keletkező égitestek egy része a rendszer peremére, egy része pedig a Napra került. Ez a folyamat 4,1-3,8 milliárd évvel ezelőtt ment végbe. A nehéz bombázás késői szakaszának nevezett időszak nyomai számos becsapódási kráter formájában maradtak meg a Holdon és a Merkúron. Ugyanez történt a Mars és a Jupiter közötti testek kialakulásával is: a köztük lévő ütközések gyakorisága elég magas volt ahhoz, hogy megakadályozzák, hogy a ma láthatónál nagyobb és szabályosabb objektumokká alakuljanak. Feltételezhető, hogy közöttük vannak olyan testtöredékek, amelyek átmentek az evolúció bizonyos fázisain, majd az ütközések során széthasadtak, valamint olyan tárgyak, amelyeknek nem volt idejük nagyobb testek részévé válni, és így ősibb képződmények mintái. . Mint fentebb említettük, a Lutetia aszteroida csak egy ilyen minta. Ezt megerősítették a Rosetta űrszonda által az aszteroida vizsgálatai, beleértve a 2010 júliusi közeli elrepülés során végzett lövöldözést is.

Így a Jupiter jelentős szerepet játszik a fő aszteroidaöv evolúciójában. Gravitációs hatásának köszönhetően a jelenleg megfigyelt képet kaptuk az aszteroidák eloszlásáról a főövön belül. Ami a Kuiper-övet illeti, a Neptunusz befolyása hozzáadódik a Jupiter szerepéhez, ami az égi objektumok kilökődéséhez vezet a Naprendszer e távoli régiójába. Feltételezik, hogy az óriásbolygók hatása egy még távolabbi Oort-felhőre is kiterjed, amely azonban a jelenleginél közelebb alakult ki a Naphoz. Az óriásbolygókhoz való közeledés evolúciójának korai szakaszában az ősobjektumok (planetesimálok) természetes mozgásukban az általunk úgynevezett gravitációs manővereket hajtottak végre, feltöltve az Oort-felhőnek tulajdonított teret. Mivel ilyen nagy távolságra vannak a Naptól, Galaxisunk csillagainak – a Tejútnak – befolyásának is ki vannak téve, ami kaotikus átmenethez vezet a visszatérési pályára a körkörös tér közelébe. Ezeket a planetezimálokat hosszú periódusú üstökösökként figyeljük meg. Példaként említhetjük a 20. század legfényesebb üstökösét, a Hale-Bopp üstököst, amelyet 1995. július 23-án fedeztek fel, és 1997-ben érte el a perihéliumot. A Nap körüli forradalmának periódusa 2534 év, az aphelion távolsága pedig 185 AU. a naptól.

Kisbolygó-üstökös veszély

A Hold felszínén található számos krátert, a Merkúrt és a Naprendszer más testeit gyakran emlegetik a Földet érintő kisbolygó-üstökösveszély mértékének szemléltetéseként. De egy ilyen hivatkozás nem teljesen helytálló, mivel ezeknek a krátereknek a túlnyomó többsége a "erős bombázások időszakában" keletkezett. Mindazonáltal a Föld felszínén a modern technológiák, köztük a műholdfelvételek elemzése segítségével a Naprendszer fejlődésének jóval későbbi időszakaihoz tartozó aszteroidákkal való ütközések nyomai is kimutathatók. A legnagyobb és legrégebbi ismert kráter, a Vredefort Dél-Afrikában található. Átmérője körülbelül 250 kilométer, korát kétmilliárd évre becsülik.

A mexikói Yucatán-félsziget partján található Chicxulub-kráter 65 millió évvel ezelőtti aszteroida becsapódása után alakult ki, ami 100 teraton (10 12 tonna) TNT robbanás energiájának felel meg. Ma már úgy tartják, hogy a dinoszauruszok kihalása ennek a katasztrofális eseménynek az eredménye, amely a Napot borító légkörben kialakult porréteg miatt szökőárokat, földrengéseket, vulkánkitöréseket és klímaváltozást okozott. Az egyik legfiatalabb - Barringer-kráter - az Egyesült Államokban, Arizona sivatagában található. Átmérője 1200 méter, mélysége 175 méter. 50 ezer évvel ezelőtt keletkezett egy körülbelül 50 méter átmérőjű és több százezer tonnás tömegű vasmeteorit becsapódása következtében.

Összességében jelenleg mintegy 170 becsapódási kráter keletkezett az égitestek lezuhanása során. A legnagyobb figyelmet a Cseljabinszk melletti esemény keltette fel, amikor 2013. február 15-én ezen a területen egy aszteroida lépett a légkörbe, amelynek mérete körülbelül 17 méter, tömege pedig 13 000 tonna. 20 kilométeres magasságban robbant a levegőben, legnagyobb, 600 kilogrammos része a Csebarkul-tóba zuhant.

Lezuhanása nem járt áldozatokkal, a pusztulás érezhető volt, de nem katasztrofális: meglehetősen hatalmas területen betörtek az üvegek, beomlott a cseljabinszki cinkgyár teteje, mintegy 1500 ember sérült meg az üvegszilánkoktól. Úgy tartják, hogy a katasztrófa nem a szerencse eleme miatt következett be: a meteorit lehullásának pályája enyhe volt, különben a következmények sokkal nehezebbek lettek volna. A robbanás energiája 0,5 megatonna TNT-nek felel meg, ami 30 Hirosimára dobott bombának felel meg. A cseljabinszki aszteroida a Tunguska meteorit 1908. június 17-i (30-i) robbanása után lett a legrészletesebb ekkora esemény. A modern becslések szerint az égitestek, mint például Cseljabinszk, a világon körülbelül 100 évente egyszer esnek le. Ami a tunguszkai eseményt illeti, amikor egy 18 kilométeres magasságban, 10-15 megatonna TNT energiájú robbanás következtében 50 kilométer átmérőjű területen fákat égettek és döntöttek ki, ilyen katasztrófák körülbelül egyszer fordulnak elő. 300 évente. Vannak azonban esetek, amikor az említetteknél gyakrabban ütköző kisebb testek okoztak észrevehető károkat. Példa erre egy négyméteres aszteroida, amely 1947. február 12-én Sikhote-Alinban zuhant le Vlagyivosztoktól északkeletre. Bár az aszteroida kicsi volt, szinte teljes egészében vasból állt, és kiderült, hogy a Föld felszínén valaha megfigyelt legnagyobb vasmeteorit. 5 kilométeres magasságban felrobbant, és a villanás fényesebb volt, mint a Nap. A robbanás epicentrumának (a földfelszínre vetületének) területe lakatlan volt, de egy 2 kilométer átmérőjű területen megsérült az erdő, és több mint száz, legfeljebb 26 méter átmérőjű kráter keletkezett. . Ha egy ilyen tárgy egy nagy városra esne, emberek százai, sőt ezrei halnának meg.

Ugyanakkor teljesen nyilvánvaló, hogy egy adott személy halálának valószínűsége egy aszteroida zuhanása következtében nagyon alacsony. Ez nem zárja ki annak lehetőségét, hogy több száz év teljen el jelentős veszteségek nélkül, és akkor egy nagy aszteroida lezuhanása emberek millióinak halálához vezet. táblázatban. Az 1. ábra egy aszteroida becsapódásának valószínűségét mutatja, korrelálva más események okozta halálozási rátával.

Nem ismert, hogy mikor következik be a következő aszteroida becsapódás, amely a cseljabinszki eseményhez hasonlítható vagy következményeiben súlyosabb. Lehet, hogy 20 év múlva, és több évszázad múlva is esik, de lehet, hogy holnap is. A cseljabinszki eseményhez hasonló események korai figyelmeztetése nemcsak kívánatos, hanem hatékonyan el kell terelni az 50 méternél nagyobb potenciálisan veszélyes tárgyakat. Ami a kisebb aszteroidák Földdel való ütközését illeti, ezek az események gyakrabban történnek, mint gondolnánk: körülbelül kéthetente egyszer. Ezt szemlélteti a NASA által készített fenti térkép, amely az elmúlt húsz év egy méteres vagy annál nagyobb méretű aszteroidáit ábrázolja.

Módszerek potenciálisan veszélyes földközeli objektumok eltérítésére

Az Apophis aszteroida 2004-es felfedezése, amelynek a Földdel való ütközésének valószínűségét 2036-ban akkoriban meglehetősen magasnak tartották, jelentősen megnőtt az érdeklődés az aszteroida-üstökös elleni védekezés problémája iránt. Megindultak a veszélyes égi objektumok felderítésére és katalogizálására irányuló munkálatok, és kutatási programok indultak a Földdel való ütközésük megelőzése érdekében. Ennek eredményeként drámaian megnőtt a talált aszteroidák és üstökösök száma, így mára többet fedeztek fel belőlük, mint amennyit a program megkezdése előtt ismertek. Különféle módszereket is javasoltak aszteroidák eltérítésére a Földdel való becsapódási pályákról, beleértve a meglehetősen egzotikus módszereket is. Például veszélyes aszteroidák felületének bevonása festékkel, amely megváltoztatja fényvisszaverő tulajdonságaikat, ami a napfény nyomása miatt az aszteroida röppályájának szükséges elhajlásához vezet. Folytatódtak a kutatások a veszélyes objektumok röppályáinak megváltoztatására űrhajók ütköztetésével. Ez utóbbi módszerek meglehetősen ígéretesnek tűnnek, és nem igényelnek olyan technológiák alkalmazását, amelyek túlmutatnak a modern rakéta- és űrtechnológia lehetőségein. Hatékonyságukat azonban korlátozza az irányadó űrhajó tömege. A legerősebb orosz Proton-M hordozó esetében nem haladhatja meg az 5-6 tonnát.

Becsüljük meg például a körülbelül 40 millió tonnás tömegű Apophis sebességváltozását: ha egy 5 tonnás űrhajó 10 km/s relatív sebességgel ütközik vele, 1,25 milliméter másodpercenként. Ha a csapást jóval a várható ütközés előtt leadják, akkor a szükséges kitérés létrejöhet, de ez a „hosszú idő” sok évtizedes lesz. A kisbolygó eddigi pályáját jelenleg lehetetlen elfogadható pontossággal megjósolni, különös tekintettel arra, hogy bizonytalanság van a becsapódási dinamika paramétereinek ismeretében, és ebből következően az aszteroida sebességvektorának várható változásának becslésében. Így ahhoz, hogy egy veszélyes aszteroidát eltérítsünk a Földdel való ütközéstől, meg kell találni a lehetőséget egy nagyobb tömegű lövedék irányítására. Mint ilyen, egy másik aszteroidát tudunk ajánlani, amelynek tömege jelentősen meghaladja az űrhajó tömegét, mondjuk 1500 tonnát. Egy ilyen aszteroida mozgásának irányításához azonban túl sok üzemanyagra lenne szükség az ötlet gyakorlati megvalósításához. Ezért az aszteroidalövedék röppályájának szükséges megváltoztatásához az úgynevezett gravitációs manőver alkalmazását javasolták, amely önmagában nem igényel üzemanyag-fogyasztást.

A gravitációs manőver egy meglehetősen masszív test - a Föld, a Vénusz, a Naprendszer más bolygói, valamint ezek műholdai - űrobjektuma (esetünkben egy aszteroidalövedék) repülése alatt értendő. A manőver értelme abban rejlik, hogy az elrepülő testhez viszonyított pálya paramétereit (magasság, kezdeti helyzet és sebességvektor) olyan módon választják meg, amely gravitációs hatása miatt lehetővé teszi egy objektum pályájának megváltoztatását. esetünkben egy aszteroida) a Nap körül, hogy az ütközési pályára kerüljön. Más szóval, ahelyett, hogy egy rakétahajtómű segítségével sebességimpulzust adnánk egy irányított objektumnak, a bolygó vonzása, vagy más néven parittya-effektus miatt kapjuk ezt az impulzust. Ezenkívül az impulzus nagysága jelentős lehet - 5 km / s vagy több. Egy szabványos rakétamotorral való létrehozásához a berendezés tömegének 3,5-szeresét kell elkölteni. A gravitációs manőveres módszerhez pedig csak azért van szükség üzemanyagra, hogy a készüléket a számított manőverpályára hozzuk, ami két nagyságrenddel csökkenti a fogyasztását. Meg kell jegyezni, hogy az űrhajók pályájának megváltoztatásának ez a módszere nem új: a múlt század harmincas éveinek elején javasolta a szovjet rakétatechnológia úttörője, F.A. Zander. Jelenleg ezt a technikát széles körben alkalmazzák az űrrepülések gyakorlatában. Elég, ha még egyszer megemlítjük például a Rosetta európai űrszondát: egy tízéves küldetés során három gravitációs manővert hajtott végre a Föld közelében és egyet a Mars közelében. Emlékezhetünk a Vega-1 és a Vega-2 szovjet űrrepülőgépekre, amelyek először körbejárták a Halley-üstököst – a hozzá vezető úton gravitációs manővereket hajtottak végre a Vénusz gravitációs mezőjének felhasználásával. Ahhoz, hogy 2015-ben elérje a Plútót, a NASA New Horizons űrszondája egy manővert alkalmazott a Jupiter mezőjében. A gravitációs asszisztenst használó küldetések listája ezekkel a példákkal messze nem teljes.

Gravitációs manőver alkalmazását javasolták az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutatási Intézetének munkatársai egy nemzetközi konferencián, amely a Földhöz közeli kisbolygókat veszélyes égi objektumokhoz irányítja, hogy eltérjenek a Földdel való ütközés pályájáról. az aszteroidaveszély problémája, amelyet 2009-ben Máltán szerveztek. A következő évben pedig megjelent egy folyóirat, amely ezt a koncepciót vázolta és indokolta.

A koncepció megvalósíthatóságának megerősítésére az Apophis aszteroidát választották egy veszélyes égi objektum példájának.

Kezdetben elfogadták azt a feltételt, hogy az aszteroida veszélyét körülbelül tíz évvel a Földdel való állítólagos ütközése előtt állapítsák meg. Ennek megfelelően készült el az a forgatókönyv, hogy az aszteroida eltér a rajta áthaladó pályától. Mindenekelőtt az ismert földközeli kisbolygók listájából kiválasztottak egyet, amely a Föld közelébe kerül egy olyan gravitációs manőver végrehajtására alkalmas pályára, amely biztosítja, hogy az aszteroida legkésőbb 2035. Kiválasztási kritériumként annak a sebességimpulzusnak a nagyságát vettük, amelyet közölni kell az aszteroidával, hogy egy ilyen pályára vigyük át. A legnagyobb megengedett impulzus 20 m/s volt. Ezt követően a következő repülési forgatókönyv szerint elvégezték az aszteroida Apophisba irányítását célzó lehetséges műveletek numerikus elemzését.

Miután a Proton-M hordozórakéta fejegységét a Breeze-M booster egység segítségével alacsony Föld körüli pályára bocsátották, az űrjármű a repülési pályára kerül a lövedék kisbolygójához, majd a felszínén landol. Az eszköz a felszínen van rögzítve, és az aszteroidával együtt mozog addig a pontig, ahol beindítja a motort, impulzust adva az aszteroidának, átviszi azt a gravitációs manőver kiszámított pályájára - repülve a Föld körül. A mozgás során megtörténik a szükséges mérések a célkisbolygó és a lövedékkisbolygó mozgási paramétereinek meghatározásához. A mérési eredmények alapján kiszámítják és korrigálják a lövedék röppályáját. A berendezés meghajtórendszerének segítségével az aszteroida sebességimpulzusokat kap, amelyek kijavítják a cél felé történő mozgási pálya paramétereinek hibáit. Ugyanezeket a műveleteket hajtják végre az űrszonda a lövedék aszteroidához vezető repülési pályáján. A forgatókönyv kidolgozásának és optimalizálásának kulcsparamétere az a sebességimpulzus, amelyet a lövedék aszteroidának kell adni. Az erre a szerepre pályázók számára meghatározzák az impulzus üzenetének dátumát, az aszteroida Földre érkezését és a veszélyes tárggyal való ütközést. Ezeket a paramétereket úgy választják ki, hogy a lövedék aszteroidának adott lendület minimális legyen. A kutatás során az aszteroidák teljes listáját jelöltként elemezték, amelyek pályaparaméterei jelenleg ismertek - körülbelül 11 000 van belőlük.

A számítások eredményeként öt aszteroidát találtak, amelyek jellemzőit, beleértve a méreteket, a táblázat tartalmazza. 2. Kisbolygók találták el, amelyek méretei jelentősen meghaladják a megengedett legnagyobb tömegnek megfelelő értékeket: 1500-2000 tonna. Ezzel kapcsolatban két megjegyzést kell tenni. Először is a Föld-közeli aszteroidák korántsem teljes listáját (11 000) használtuk fel az elemzéshez, míg a modern becslések szerint legalább 100 000 darab van belőlük, felszínén sziklák, amelyek tömege belefér a megadott határok közé. (emlékezhetünk az Itokawa aszteroidára). Megjegyzendő, hogy pontosan ezt a megközelítést értékelik reálisnak az amerikai projektben egy kis aszteroida Hold-pályára juttatására. Táblázatból. A 2. ábrán látható, hogy a legkisebb sebességimpulzus - mindössze 2,38 m/s - szükséges, ha a 2006 XV4 aszteroidát lövedékként használják. Igaz, ő maga túl nagy, és meghaladja a becsült 1500 tonnás határt. De ha töredékét vagy szikláját ilyen tömeggel (ha van ilyen) a felszínen használja, akkor a jelzett impulzus egy szabványos rakétamotort hoz létre, amelynek gázkipufogási sebessége 3200 m/s, és 1,2 tonna üzemanyagot költ el. A számítások kimutatták, hogy ennek az aszteroidának a felszínére egy 4,5 tonnánál nagyobb össztömegű eszköz is leszállhat, így az üzemanyag szállítása nem okoz gondot. Az elektromos rakétamotor használata pedig 110 kilogrammra csökkenti az üzemanyag-fogyasztást (pontosabban a munkafolyadékot).

Figyelembe kell azonban venni, hogy a táblázatban megadott adatok a szükséges sebességimpulzusokról arra az ideális esetre vonatkoznak, amikor a sebességvektor szükséges változása abszolút pontosan realizálódik. Valójában ez nem így van, és mint már említettük, a pályakorrekciókhoz munkafolyadék-készletre van szükség. Az eddig elért pontosság mellett a korrekció összesen akár 30 m/s-ot is igényelhet, ami meghaladja a sebességváltozás nagyságának névleges értékeit a veszélyes tárgy elfogásának megoldásához.

Esetünkben, amikor a vezérelt objektum tömege három nagyságrenddel nagyobb, más megoldásra van szükség. Létezik - ez egy elektromos rakétamotor használata, amely lehetővé teszi a munkafolyadék fogyasztásának tízszeres csökkentését ugyanazon korrekciós impulzus mellett. Ezenkívül az útmutatás pontosságának javítása érdekében javasolt egy olyan navigációs rendszer alkalmazása, amely egy adó-vevővel felszerelt kis készüléket tartalmaz, amelyet előre egy veszélyes aszteroida felszínén helyeznek el, és két alműholdat, amelyek a fő berendezést kísérik. . Adó-vevők segítségével mérik a készülékek közötti távolságot és relatív sebességüket. Egy ilyen rendszer lehetővé teszi annak biztosítását, hogy az aszteroidalövedék 50 méteren belüli eltéréssel eltalálja a célt, feltéve, hogy a cél megközelítésének utolsó fázisában egy kis, több tíz kilogramm tolóerővel rendelkező vegyi hajtóművet használnak, sebességimpulzust hoz létre 2 m/s-on belül.

A kis aszteroidák veszélyes objektumok eltérítésére vonatkozó koncepciójának megvitatása során felmerülő kérdések közül lényeges az aszteroida Földdel való ütközésének kockázata, amely a körülötte végzett gravitációs manőver pályájára kerül át. táblázatban. A 2. ábra az aszteroidák távolságát mutatja a Föld középpontjától a perigeumban gravitációs manőver végrehajtása során. Négyen meghaladják a 15 000 kilométert, az 1994-es aszteroidánál pedig a GV 7427,54 kilométer (a Föld átlagos sugara 6371 kilométer). A távolságok biztonságosnak tűnnek, de még mindig nincs garancia arra, hogy nincs kockázat, ha az aszteroida akkora, hogy eléri a Föld felszínét anélkül, hogy a légkörben megégne. A megengedett legnagyobb méretnek a 8-10 méteres átmérőt tekintjük, feltéve, hogy az aszteroida nem vas. A probléma megoldásának radikális módja a Mars vagy a Vénusz manőverezése.

Kisbolygók befogása kutatás céljából

Az Asteroid Redirect Mission (ARM) projekt alapötlete egy aszteroida áthelyezése egy másik pályára, amely kényelmesebb a közvetlen emberi részvétellel végzett kutatáshoz. Ennek megfelelően a Holdhoz közeli pályát javasoltak. A kisbolygópálya megváltoztatásának másik lehetőségeként az IKI RAS olyan módszereket fontolgat, amelyekkel a Föld közelében gravitációs manőverekkel szabályozható az aszteroidák mozgása, hasonlóan azokhoz, amelyeket kis aszteroidák veszélyes földközeli objektumok felé irányítására fejlesztettek ki.

Az ilyen manőverek célja az aszteroidák olyan pályákra való átvitele, amelyek rezonanciát mutatnak a Föld keringési mozgásával, különösen az aszteroida és a Föld periódusainak 1:1 arányával. A Föld-közeli aszteroidák között tizenhárom rezonáns pályára vihető át a jelzett arányban és a perigeus sugár alsó megengedett határán - 6700 kilométeren. Ehhez elég, ha bármelyikük 20 m/s-ot meg nem haladó sebességimpulzust jelent. Listájukat a táblázat tartalmazza. 3, ahol a sebességimpulzusok nagyságai vannak feltüntetve, áthelyezve az aszteroidát a gravitációs manőver pályájára a Föld közelében, aminek eredményeként keringési ideje egyenlő lesz a Földdel, azaz egy év. Az aszteroida heliocentrikus mozgásában elérhető maximális és minimális sebessége is ott van megadva. Érdekes megjegyezni, hogy a maximális sebesség nagyon magas lehet, ami lehetővé teszi, hogy a manőver elég messze dobja az aszteroidát a Naptól. Például a 2012 VE77 aszteroidát a Szaturnusz pályájától távolabb lévő afélionnal, a többit pedig a Mars pályáján túl lehet küldeni.

A rezonáns aszteroidák előnye, hogy évente visszatérnek a Föld közelébe. Ez lehetővé teszi, hogy legalább minden évben űrjárművet küldjenek le egy aszteroidára, és talajmintákat szállítsanak a Földre, és szinte nincs szükség üzemanyagra a leszálló jármű visszajuttatásához a Földre. Ebben a tekintetben a rezonáns pályán lévő aszteroidának vannak előnyei a Hold körüli pályán lévő aszteroidával szemben, ahogy azt a Keck-projekt is tervezte, mivel észrevehető üzemanyag-fogyasztást igényel a visszatéréshez. Pilóta nélküli küldetéseknél ez döntő lehet, de a pilóta repüléseknél, amikor biztosítani kell, hogy vészhelyzetben (egy héten belül vagy még korábban) a lehető leggyorsabban visszatérjen az eszköz a Földre, előnyt jelenthet a az ARM projekt.

Másrészt a rezonáns aszteroidák éves visszatérése a Földre időszakos gravitációs manővereket tesz lehetővé, minden alkalommal megváltoztatva pályájukat a kutatási feltételek optimalizálása érdekében. Ebben az esetben a pályának rezonánsnak kell maradnia, ami többszörös gravitációs manőver végrehajtásával könnyen megvalósítható. Ezzel a megközelítéssel az aszteroidát a Földdel azonos pályára lehet vinni, de a síkjához kissé ferde (az ekliptikához). Ezután az aszteroida évente kétszer közelíti meg a Földet. A gravitációs manőverek sorozatából származó pályák családjába tartozik egy olyan pálya, amelynek síkja az ekliptikában fekszik, de nagyon nagy az excentricitása, és a 2012 VE77 aszteroidához hasonlóan eléri a Mars pályáját.

Ha továbbfejlesztjük a bolygók gravitációs manővereinek technológiáját, beleértve a rezonáns pályák építését, akkor felmerül a Hold használatának ötlete. A tény az, hogy a bolygó gravitációs manővere tiszta formájában nem teszi lehetővé egy tárgy befogását a műhold pályájára, mivel relatív mozgásának energiája nem változik a bolygó körüli repülés közben. Ha egyidejűleg a bolygó természetes műholdja (a Hold) körül repül, akkor az energiája csökkenthető. A probléma az, hogy a csökkentésnek elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy a műhold pályájára kerüljön, vagyis a bolygóhoz viszonyított kezdeti sebesség kicsi legyen. Ha ez a követelmény nem teljesül, az objektum örökre elhagyja a Föld környékét. De ha úgy választja meg a kombinált manőver geometriáját, hogy ennek eredményeként az aszteroida rezonáns pályán maradjon, akkor egy év múlva megismételheti a manővert. Így lehetséges a Föld közelében lévő gravitációs manőverek alkalmazásával egy aszteroidát a Föld műholdjának pályájára befogni, miközben fenntartja a Hold rezonanciafeltételét és koordinált elrepülését.

Nyilvánvaló, hogy az aszteroidák mozgásának gravitációs manőverekkel történő szabályozásának lehetőségét megerősítő egyedi példák nem garantálják az aszteroida-üstökös-veszély probléma megoldását bármely olyan égi objektum esetében, amely a Földdel való ütközéssel fenyeget. Előfordulhat, hogy adott esetben nincs rá irányítható megfelelő aszteroida. De amint azt a „friss” katalógusba sorolt ​​aszteroidák figyelembevételével végzett számítások legfrissebb eredményei mutatják, az aszteroida bolygó közelébe történő átviteléhez szükséges legnagyobb megengedett sebességimpulzussal, amely 40 m/s, a megfelelő aszteroidák száma a Vénusz, a Föld és a Mars esetében 29, 193 és 72. Szerepelnek azon égitestek listáján, amelyek mozgása a modern rakéta- és űrtechnika segítségével szabályozható. A lista gyorsan bővül, mivel jelenleg naponta átlagosan két-öt aszteroidát fedeznek fel. Tehát a 2014. november 1. és november 21. közötti időszakban 58 földközeli aszteroidát fedeztek fel. Eddig nem tudtuk befolyásolni a természetes égitestek mozgását, de a civilizáció fejlődésének új szakasza kezdődik, amikor ez lehetővé válik.

Szószedet a cikkhez

Bode törvénye(a Titius-Bode szabály, amelyet 1766-ban Johann Titius német matematikus hozott létre, és 1772-ben Johann Bode német csillagász fogalmazta meg újra) a Naprendszer bolygóinak pályája és a Nap, valamint a bolygók közötti távolságokat írja le. és természetes műholdjainak pályája. Egyik matematikai megfogalmazása: R i = (D i + 4)/10, ahol D i = 0, 3, 6, 12 ... n, 2n, és R i a bolygó pályájának átlagos sugara csillagászati ​​egységekben (a. e.).

Ez az empirikus törvény a legtöbb bolygóra érvényes 3%-os pontossággal, de úgy tűnik, hogy nincs fizikai jelentése. Van azonban egy olyan feltételezés, hogy a Naprendszer kialakulásának szakaszában a gravitációs perturbációk hatására olyan régiók szabályos gyűrűszerkezete alakult ki, amelyben a protobolygók pályája stabilnak bizonyult. A naprendszerrel kapcsolatos későbbi tanulmányok kimutatták, hogy a Bode-törvény általában véve korántsem teljesül mindig: a Neptunusz és a Plútó pályája például sokkal közelebb van a Naphoz, mint ahogy azt ő jósolta (lásd a táblázatot).

(L-pontok, vagy librációs pontok, lat. Libráció- lengés) - pontok két hatalmas test rendszerében, például a Nap és egy bolygó vagy egy bolygó és természetes műholdja. Egy lényegesen kisebb tömegű test - egy aszteroida vagy egy űrlaboratórium - a Lagrange-pontok bármelyikében kis amplitúdóval oszcillálva marad, feltéve, hogy csak gravitációs erők hatnak rá.

A Lagrange-pontok mindkét test pályájának síkjában helyezkednek el, és 1-től 5-ig terjedő indexekkel jelöljük őket. Az első három - kollineáris - a tömeges testek középpontjait összekötő egyenesen fekszik. Az L 1 pont a masszív testek között helyezkedik el, az L 2 - a kevésbé masszív, az L 3 - a masszívabb testek mögött. Az aszteroida helyzete ezeken a pontokon a legkevésbé stabil. Az L 4 és L 5 - háromszög alakú vagy trójai - pontok a nagy tömegű testeket összekötő vonal mindkét oldalán keringenek, 60 o-os szöget bezárva az őket összekötő vonaltól (például a Nap és a Föld).

A Föld-Hold rendszer L 1 pontja kényelmes hely egy emberes orbitális állomás elhelyezésére, amely lehetővé teszi az űrhajósok számára, hogy minimális üzemanyagköltséggel juthassanak a Holdra, vagy egy obszervatórium a Nap megfigyelésére, amelyet ezen a ponton soha nem takar el a Föld vagy Hold.

A Sun-Earth rendszer L 2 pontja alkalmas űrobszervatóriumok és teleszkópok építésére. Az objektum ezen a ponton korlátlan ideig megtartja a Földhöz és a Naphoz viszonyított tájolását. Már itt találhatók a Planck, Herschel, WMAP, Gaia és mások amerikai laboratóriumai.

Az L 3 pontban, a Nap túloldalán a sci-fi írók többször is elhelyeztek egy bizonyos bolygót - az Ellenföldet, amely vagy messziről érkezett, vagy a Földdel egyidejűleg jött létre. A modern megfigyelések nem mutatták ki.

Különcség(1. ábra) - egy másodrendű görbe (ellipszis, parabola és hiperbola) alakját jellemző szám. Matematikailag egyenlő a görbe bármely pontja és a fókusz közötti távolság és az ettől a ponttól az egyeneshez mért távolság arányával, amelyet direktrixnek nevezünk. Az ellipsziseknek – az aszteroidák és a legtöbb más égitest keringésének – két irányvonala van. Egyenleteik: x = ±(a/e), ahol a az ellipszis fél-nagy tengelye; e - excentricitás - bármely adott görbe állandó értéke. Az ellipszis excentricitása kisebb, mint 1 (parabola esetén e \u003d 1, hiperbola esetén e\u003e 1); ha e > 0, az ellipszis alakja egy körhöz közelít, ha e > 1, az ellipszis egyre jobban megnyúlik és összenyomódik, és a határvonalban szegmenssé degenerálódik - saját 2a főtengelye. Az ellipszis excentricitásának egy másik, egyszerűbb és vizuálisabb meghatározása az ellipszis maximális és minimális távolsága és a fókusz közötti különbség aránya az összegükhöz, vagyis az ellipszis főtengelyének hosszához. Napkör körüli pályák esetén ez az égitestnek a Naptól az aphelionban és a perihéliumban mért távolságának az összegükhöz (a pálya főtengelyéhez) viszonyított aránya.

napos szél- a napkorona plazmájának állandó áramlása, azaz töltött részecskék (protonok, elektronok, héliummagok, oxigénionok, szilícium, vas, kén) sugárirányban a Naptól. Legalább 100 AU sugarú gömb alakú térfogatot foglal el. Vagyis a térfogat határát a napszél dinamikus nyomásának és a csillagközi gáz nyomásának, a Galaxis mágneses tere és a galaktikus kozmikus sugarak egyenlősége határozza meg.

Ekliptika(görögből. ekleipszis- fogyatkozás) - az égi szféra nagy köre, amely mentén a Nap látszólagos éves mozgása történik. A valóságban, mivel a Föld a Nap körül mozog, az ekliptika az égi gömbnek a Föld keringési síkja szerinti szakasza. Az ekliptika vonala az állatöv 12 csillagképén halad keresztül. Görög elnevezése annak köszönhető, hogy az ókor óta ismeretes, hogy nap- és holdfogyatkozás akkor következik be, amikor a Hold pályája és az ekliptika metszéspontja közelében van.

Az aszteroidák olyan égitestek, amelyek a Napunk körül keringő sűrű gázok és porok kölcsönös vonzása miatt jöttek létre, kialakulásának korai szakaszában. Ezen objektumok némelyike, például egy aszteroida, elegendő tömeget ért el ahhoz, hogy megolvadt magot képezzen. Abban a pillanatban, amikor a Jupiter eléri tömegét, a legtöbb planetozimál (a jövőbeni protobolygók) kettéhasadt és kilökődött az eredeti aszteroidaövből, a Mars és a között. Ebben a korszakban az aszteroidák egy része a Jupiter gravitációs mezejének hatására hatalmas testek ütközésének következtében alakult ki.

Pályaosztályozás

Az aszteroidákat olyan jellemzők szerint osztályozzák, mint a napfény látható visszaverődése és pályájuk jellemzői.

A pályák jellemzői szerint az aszteroidákat csoportokba vonják, amelyek között családokat lehet megkülönböztetni. Kisbolygók csoportjának tekintünk bizonyos számú ilyen testet, amelyek keringési jellemzői hasonlóak, azaz a féltengely, az excentricitás és a pályahajlás. Az aszteroidacsaládnak olyan aszteroidák csoportját kell tekinteni, amelyek nem csak közeli pályán mozognak, hanem valószínűleg egy nagy test töredékei, és annak kettéválása következtében jöttek létre.

Az ismert családok közül a legnagyobb több száz aszteroidát tartalmazhat, míg a legtömörebb családok akár tízet is tartalmazhatnak. Az aszteroidatestek körülbelül 34%-a aszteroidacsaládok tagja.

A legtöbb aszteroidacsoport kialakulása következtében a Naprendszerben a szülőtestük megsemmisült, azonban vannak olyan csoportok is, amelyek szülőteste túlélte (például).

Osztályozás spektrum szerint

A spektrális osztályozás az elektromágneses sugárzás spektrumán alapul, amely a napfényt visszaverő aszteroida eredménye. Ennek a spektrumnak a regisztrálása és feldolgozása lehetővé teszi egy égitest összetételének tanulmányozását és egy aszteroidának a következő osztályok egyikébe való besorolását:

• Szén-aszteroidák csoportja vagy C-csoport. Ennek a csoportnak a képviselői többnyire szénből állnak, valamint olyan elemekből, amelyek Naprendszerünk protoplanetáris korongjának részei voltak a kialakulásának korai szakaszában. A hidrogén és a hélium, valamint más illékony elemek gyakorlatilag hiányoznak a széntartalmú aszteroidákból, azonban különféle ásványi anyagok jelenléte lehetséges. Az ilyen testek másik megkülönböztető jellemzője az alacsony albedó - reflexiós képességük, amely erősebb megfigyelőeszközök használatát igényli, mint más csoportok aszteroidáinak tanulmányozása során. A Naprendszerben található aszteroidák több mint 75%-a a C-csoport képviselője. Ennek a csoportnak a leghíresebb testei a Hygiea, a Pallas és egyszer - Ceres.
• Szilícium-aszteroidák csoportja vagy S-csoport. Az ilyen típusú aszteroidák főleg vasból, magnéziumból és néhány más kőzet ásványból állnak. Emiatt a szilícium-aszteroidákat köves kisbolygóknak is nevezik. Az ilyen testek meglehetősen magas albedóval rendelkeznek, ami lehetővé teszi, hogy néhányat (például Irida) egyszerűen távcsővel figyeljen meg. A Naprendszerben található szilícium-aszteroidák száma a teljes szám 17%-a, és leggyakrabban a Naptól legfeljebb 3 csillagászati ​​egységnyi távolságra találhatók. Az S-csoport legnagyobb képviselői: Juno, Amphitrite és Herculina.