Исследователи выяснили, что астероид 2022 OB5 вращается настолько быстро, что его потенциальная разработка с использованием современных технологий может оказаться практически невозможной. Работа показала важную проблему будущей космической добычи ресурсов: далеко не все астероиды, до которых сравнительно легко добраться, подходят для реальной промышленной эксплуатации.
Новое исследование обращает внимание на растущий разрыв между «доступными» астероидами и объектами, которые действительно пригодны для добычи полезных веществ.
Почему астероиды интересуют космическую индустрию
Астероиды давно рассматриваются как потенциальные источники ресурсов для будущего освоения космоса.
Многие из них содержат:
- железо;
- никель;
- кобальт;
- платиновые металлы;
- углерод;
- водяной лед.
Особенно важна вода. В космосе она может использоваться не только для жизнеобеспечения, но и для производства топлива и кислорода.
Из-за этого астероиды считаются одним из возможных элементов будущей космической инфраструктуры.
Почему «доступный» астероид — не всегда хороший кандидат
Когда ученые оценивают перспективность астероида, обычно учитываются:
- расстояние;
- энергетические затраты на полет;
- орбитальная динамика;
- состав;
- размеры;
- скорость вращения.
Именно последний фактор оказался критически важным для астероида 2022 OB5.
Хотя объект считается сравнительно доступным с точки зрения орбитальной механики, его чрезвычайно быстрое вращение создает серьезные технические проблемы.
Что известно об астероиде 2022 OB5
2022 OB5 относится к околоземным астероидам — объектам, орбиты которых проходят сравнительно близко к Земле.
Подобные астероиды особенно интересуют исследователей и потенциальных разработчиков космических ресурсов, поскольку до них проще добраться, чем до объектов главного пояса между Марсом и Юпитером.
Однако наблюдения показали, что 2022 OB5 совершает полный оборот вокруг своей оси за крайне короткое время.
Для астероидов это имеет принципиальное значение.
Почему быстрое вращение — большая проблема
Большинство небольших астероидов представляют собой не цельные монолиты, а так называемые «груды щебня» — скопления камней и пыли, удерживаемые слабой гравитацией.
Если такой объект вращается слишком быстро, на его поверхности возникают серьезные центробежные эффекты.
В результате:
- посадка аппаратов усложняется;
- закрепление оборудования становится опасным;
- материал может улетать с поверхности;
- возрастает риск разрушения астероида;
- добыча ресурсов становится нестабильной.
На очень быстро вращающихся объектах даже небольшое механическое воздействие может привести к выбросу вещества в космос.
Существует предел скорости вращения
У астероидов есть условный «барьер вращения».
Если объект не является прочным монолитом, а состоит из рыхлого материала, слишком быстрое вращение способно буквально разорвать его.
Многие астероиды удерживаются только собственной слабой гравитацией. Поэтому ученые давно изучают пределы их устойчивости.
Исследование 2022 OB5 показывает, что некоторые потенциально привлекательные объекты могут находиться очень близко к этим критическим значениям.
Почему добыча ресурсов на астероидах гораздо сложнее, чем кажется
Популярные представления о «космических шахтах» часто сильно упрощают реальность.
На практике добыча ресурсов в космосе сталкивается с огромным количеством проблем:
- микрогравитация;
- отсутствие атмосферы;
- высокая стоимость миссий;
- сложная навигация;
- экстремальные температуры;
- нестабильность поверхности;
- вращение объектов.
Даже простая посадка на астероид уже считается сложной задачей.
История миссий к астероидам показывает масштаб проблемы
Несколько миссий уже сталкивались с трудностями работы на поверхности астероидов.
Например:
- Hayabusa и Hayabusa2;
- OSIRIS-REx;
- Rosetta;
- DART.
Миссия OSIRIS-REx показала, что поверхность астероида Бенну оказалась намного более рыхлой, чем ожидали ученые. Аппарат буквально начал погружаться в материал после контакта с поверхностью.
Это продемонстрировало, насколько плохо человечество пока понимает физику малых тел.
Почему вращение особенно опасно для роботов
На быстро вращающемся астероиде роботизированные системы сталкиваются сразу с несколькими проблемами.
Во-первых, поверхность постоянно движется с высокой угловой скоростью.
Во-вторых, слабая гравитация почти не удерживает оборудование.
В-третьих, пыль и мелкие частицы могут легко подниматься над поверхностью и представлять опасность для техники.
Даже небольшой толчок способен отправить аппарат обратно в космос.
Почему это важно для будущей космической экономики
Исследование подчеркивает важную проблему: количество реально пригодных для разработки астероидов может оказаться значительно меньше, чем предполагалось.
Ранее многие оценки основывались в основном на:
- орбитальной доступности;
- размерах;
- предполагаемом составе.
Однако теперь становится ясно, что механические свойства объектов могут быть не менее важными.
Некоторые астероиды могут быть:
- слишком рыхлыми;
- слишком быстро вращающимися;
- нестабильными;
- опасными для посадки;
- сложными для удержания оборудования.
Почему ученые продолжают изучать вращение астероидов
Скорость вращения помогает понять внутреннее строение астероидов.
Если объект вращается очень быстро и при этом сохраняет форму, это может означать:
- наличие внутренней прочности;
- монолитную структуру;
- необычный состав;
- сцепление между частицами;
- влияние внутренних процессов.
Подобные данные важны не только для добычи ресурсов, но и для планетарной защиты.
Как это связано с угрозой столкновения с Землей
Если человечеству когда-либо придется отклонять опасный астероид, его структура и вращение будут иметь решающее значение.
Методы воздействия на объект зависят от того:
- является ли он монолитом;
- насколько быстро вращается;
- как распределена масса;
- насколько рыхлая поверхность;
- как объект реагирует на механическое воздействие.
Миссия DART NASA уже показала, что даже относительно небольшое столкновение способно заметно изменить орбиту астероида.
Однако результаты также показали, что выброс вещества после удара может быть гораздо сильнее, чем ожидалось.
Почему малые астероиды особенно сложны
Небольшие астероиды часто вращаются быстрее крупных объектов.
Это связано с тем, что они легче реагируют на воздействие солнечного излучения. Со временем эффект YORP способен постепенно изменять скорость вращения астероидов.
Из-за этого маленькие околоземные астероиды нередко оказываются динамически нестабильными.
Что такое эффект YORP
Эффект YORP возникает из-за неравномерного нагрева поверхности астероида солнечным светом.
Когда нагретая поверхность излучает тепло обратно в космос, возникает слабый реактивный эффект, который со временем способен изменять вращение объекта.
Хотя воздействие крайне слабое, за миллионы лет оно может существенно ускорять или замедлять астероиды.
Что это меняет для будущих миссий
Исследование 2022 OB5 показывает, что будущим миссиям потребуется гораздо более детальное изучение целей еще до отправки аппаратов.
Придется учитывать:
- механические свойства;
- структуру поверхности;
- скорость вращения;
- внутреннюю прочность;
- устойчивость объекта.
Возможно, часть астероидов окажется непригодной для промышленного использования даже при удобной орбите.
Почему космическая добыча пока остается далекой перспективой
Несмотря на активный интерес к астероидным ресурсам, реальная промышленная разработка пока находится на очень раннем этапе.
Современные миссии в основном сосредоточены на:
- научных исследованиях;
- заборе небольших образцов;
- тестировании технологий;
- изучении динамики астероидов.
Полномасштабная добыча ресурсов потребует принципиально новых систем:
- автономных роботов;
- методов закрепления;
- переработки материалов в космосе;
- орбитальной логистики;
- надежных энергетических систем.
Почему работа важна для всей планетологии
Исследование 2022 OB5 показывает, насколько разнообразными являются астероиды.
Даже объекты схожих размеров могут кардинально отличаться:
- по структуре;
- плотности;
- форме;
- вращению;
- составу;
- устойчивости.
Чем больше данных получают ученые, тем очевиднее становится, что астероиды — это не просто «камни в космосе», а чрезвычайно сложные и разнообразные миры со своей уникальной физикой.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
