В Солнечной системе огромное количество объектов, которые интересны для науки. Астероид Психея — один из наиболее интересных, поскольку он представляет не только научный, но и коммерческий интерес. Коммерческий, возможно, для будущих поколений, а не для нас.
А вот научный интерес в отношении Психеи человечество уже начало удовлетворять. На днях NASA успешно запустило космический зонд Psyche с мыса Канаверал во Флориде. Соответственно, основная цель Миссия Psyche — получить как можно больше информации об астероиде. Чем этот объект так заинтересовал учёных? Об этом — под катом.
Что это за астероид?
Астероид открыли ещё в 1852 году. Он получил своё имя в честь героини древнегреческого мифа. В мифологии Психея была возлюбленной бога любви Эроса, древние греки считали Психею олицетворением души.
Диаметр Психеи равен 220 км, расположен объект в поясе астероидов. Это эллипсоид, на поверхности которого находятся два очень крупных кратера диаметром около 90 км каждый. Кроме того, астероид богат металлами, скорее всего, это ядро протопланеты, диаметр которой составлял около 500 км. Учёные считают, что при дальнейшей эволюции объект мог стать планетой, состав которой похож на Землю или Марс. Но эволюция была пресечена в зародыше из-за космической катастрофы. Силикатная мантия была сорвана в результате мощных столкновений с другими объектами, и осталось лишь протоядро.
По оценкам специалистов, запасы железа и никеля в породах Психеи могут составлять около 110 млрд тонн. Это потенциально ценный ресурс, который пока что добывать нет возможности — отсутствует необходимая инфраструктура.
«Изначально металлический и силикатный материал был распределён в Солнечной системе относительно равномерно. Однако при аккрецировании пыли протопланетного диска возникали малые тела — планетезимали и зародыши планет, чей диаметр мог достигать сотен километров. По достижении определённой массы ядро нагревалось и плавилось, и происходила дифференциация. Более плотная металлическая составляющая опускалась к центру, а лёгкая силикатная оставалась ближе к поверхности. Таким образом, любой металлический астероид — это осколок центральной части более крупного тела, разрушенный в ходе столкновения планетезималей между собой или при иных процессах», — сообщил Михаил Герасимов, заведующий Лаборатории прямых физико-химических исследований планет ИКИ РАН.
Изучив его, астрономы смогут получить информацию о том, что представляла собой Солнечная система в начале процесса её формирования.
Кстати, учёные расходятся во мнении о происхождении самой Психеи. То, что это было ядро протопланеты, почти ни у кого не вызывает сомнений. Дискуссия возникает при попытке понять, почему плотность астероида — 3,977 г на см³, в то время как плотность железных метеоритов обычно достигает 7,9 г на см³. Для полностью металлического объекта плотность в два раза меньше, чем нужно. Возможно, объект был полностью разрушен, а уже металлические осколки под воздействием гравитации собрались в единое целое, сформировав астероид. А может быть, дело в чём-то ещё, но говорить об этом с полной уверенностью учёные смогут лишь после прибытия миссии к объекту.
Что собираются выяснить учёные и каким образом?
Вопросов очень много, но если несколько упростить, то свести этот список можно к пяти основным пунктам:
-
формирование железного ядра планет на примере Психеи
-
строение относительно малоизученных астероидов класса M
-
возраст областей поверхности астероида
-
условия его образования
-
характеристика топографии Психеи
Получить ответ на эти вопросы должен помочь зонд Psyche и его научное оборудование. Общая их масса составляет около 30 кг. Среди инструментов стоит упомянуть камеру, которая работает в нескольких спектральных диапазонах. Этот инструмент позволит отличить металл от силикатных пород. Установили учёные и нейтронный и гамма-спектрометр для определения точного элементного состава грунта и магнитометр для изучения остаточного магнитного поля.
Для того, чтобы изучить структуру астероида и понять, это объект, сформированный из обломков протопланеты или монолит, зонд получил также инструмент X-band Gravity Science Investigation. Он позволит изучить гравитационное поле Психеи и определить внутреннюю структуру.
Ещё одна интересная система — лазерная дальняя связь Deep Space Optical Communications (DSOC). Это будет первый проект, в ходе реализации которого будет протестирована такая связь. Если всё получится, то учёные получат канал обмена данными с устройствами в космосе, пропускная скорость которого в несколько десятков раз выше обычной радиосвязи.
Ну и ещё одно отличие зонда от многих других аппаратов. Дело в том, что двигатель зонда — плазменный, он использует эффект Холла. Такой двигатель работал в рамках миссии Dawn, а сейчас такой же двигатель протестируют на ещё большем удалении от Земли. По словам разработчиков, он даёт возможность увеличить скорость аппарата с одновременным снижением затрат энергии. Источник энергии — солнечные панели площадью 75 м².
Зонд запущен на ракете-носителе Falcon Heavy с мыса Канаверал, США. Сейчас всё идёт по плану, а чтобы добраться до астероида в 2029 году, зонду понадобится совершить гравитационный маневр у Марса. Изучение астероида будет проходить в несколько этапов:
-
орбита А высотой 700 км: изучение магнитного поля и проведение картографирования
-
орбита B высотой 290 км: то же самое, только с большей точностью и детализацией
-
орбита С высотой 170 км: изучение гравитации и (снова) магнитного поля астероида
-
орбита D высотой более 80 километров: изучение химического состава поверхности астероида
А что насчёт коммерческого интереса?
Он есть, но пока что чисто теоретический. Дело в том, что сейчас нет ни технологий, ни инфраструктуры, которые позволили бы добывать полезные ресурсы хотя бы на близких к нам астероидах, не говоря уже о таких удалённых объектах, как Психея.
Аналитики уже подсчитали, что металлов в составе астероида — на многие квадриллионы долларов. Но для того, чтобы добыть одну тонну никеля или железа (да пусть и золота) на таком расстоянии, понадобится потратить на порядок больше средств, чем стоят эти ресурсы.
Но само наличие астероидов, богатых полезными ресурсами, включая как обычные, так и редкоземельные металлы, является стимулом для развития индустрии «межпланетного горного дела». Уже сейчас, впрочем, существуют стартапы, которые развивают технологии такой добычи. Но время идёт, а новостей от этих компаний больше не становится.
Возможно, индустрия добычи ресурсов в космосе станет рентабельной в том случае, если на орбите разместить фабрики и заводы. Но пока что это чистой воды фантастика — ресурсов на развёртывание такой инфраструктуры понадобится столько, сколько сейчас ни одна страна (или даже несколько государств) выделить не может.
