Поради близостта си до Земята малките луни около нашата планета са основни кандидати за изследване. Сега някои учени искат да ги използват, за да тласнат човечеството в дълбокия космос.
През 2006 г. астрономи от подкрепения от НАСА Catalina Sky Survey в Аризона откриват странно тяло, плаващо сред морето от хиляди сателити, създадени от човека, обикалящи около нашата планета. След като се вглеждат по-внимателно, установяват, че обектът не е просто поредното парче космически боклук. По-скоро това бе естествен спътник на дълга орбита, временно привлечен от Земята, подобно на Луната.
Тази "минилуна", обозначена като 2006 RH120, е само няколко метра в диаметър. Но за разлика от истинската луна, това космическо тяло е временен (преходен, транзиент) спътник на Земята, обикаляйки ни за една година, преди да бъде изхвърлен от орбитата на нашата планета. Повече от десетилетие по-късно учени от Catalina Sky Survey забелязват друга минилуна (2020 CD3), с размерите на малка кола, да се движи през земната орбита, преди да бъде изхвърлена от влиянието на системата Земя-Луна през март 2020 г.
Поради близостта си до Земята, тези минилуни изискват внимателно научно изследване. Но напоследък някои експерти изучават минилуните и други близки до Земята астероиди по друга причина: те имат потенциала да послужат за стъпало - етап от човешкото изследване на космоса.
"Ние все още не сме станали междупланетен вид", коментира пред Live Science Ричард Бинзел (Richard Binzel), професор по планетарни науки в Масачузетския технологичен институт. Минилуните могат да се превърнат в крайъгълен камък, "който да с епостигне, докато хората се учат как могат да работят в междупланетното пространство и в крайна сметка да достигнат Марс".
Стъпала
Концепцията на художник за космическия кораб OSIRIS-REx на НАСА, събиращ проба от астероида Бену. Кредит: University of Arizona/NASA Goddard Space Flight Center
През септември 2016 г. НАСА изстреля космическия кораб OSIRIS-REx без екипаж на мисия да вземе проба от потенциално опасния астероид Бену, който има шанс 1 към 2700 да се удари в Земята през 2182 г. Седем години по-късно OSIRIS REx се върна в Земята с малка част от този астероид на 4.5 милиарда години.
Успехът на мисията OSIRIS-ReX вдъхнови учените, които планират следващите фази на изследванията. Зароди се идеята да се използват близки астероиди като стъпала за мисии до Марс, разказва Бинзел.
Мисията до Бену е стъпка в правилната посока, посочва Бинзел, но има и по-добра цел, когато става въпрос за тестване на нашите технологии за разширяване на областта на изследване в космоса. В най-близкото си прелитане Бену е на около 300 000 км от Земята и пресича орбитата на планетата ни около Слънцето на всеки няколко години. За тази мисия ще са нужни седем години и около 1.16 милиарда долара.
Минилуните, от друга страна, са едни от най-лесните за достигане от Земята астероиди, отбелязва Бинзел.
"За да отидем където и да е в космоса, трябва да променим скоростта си", обяснява Бинзел. Минилуните са малки тела с много малка гравитация и е необходима малка промяна в скоростта или ΔV, което означава, че не е необходим много мощен двигател, за да се транспортира космически кораб от ниска земна орбита до среща с астероида.
Като се имат предвид тези свойства, мисиите на някоя минилуна ще изискват по-малко гориво от пътуванията до много други космически тела.
"Необходимо е само едно впръскване гориво, за да напуснете минилуната и да се върнете обратно към Земята", коментира Бинзел за Live Science.
За пътешествието до минилуните (до там и обратно) ще са нужни около 100 дни, показват изследванията. (Нашата постоянна луна е на около три дни път, но на ракетата Saturn V на НАСА са й били нужни 770 000 литра керосин и 1.2 милиона литра течен кислород само за да се изтръгне от гравитацията на Земята.
Въпреки че мисиите на минилуните са обещаващи, недостатъкът на тази стратегия е тяхната непостоянна природа, която може да затрудни планирането и изпълнението на мисията, преди естественият спътник да бъде изхвърлен от краткосрочното си пътуване около Земята.
"Те са в дълги орбити със Земята, така че са нещп като домашни любимци", обяснява Бинзел. "Временни домашни любимци, които отглеждате за известно време и след това си тръгват."
Провеждайки мисии до минилуни и други близки до Земята астероиди, НАСА и други космически агенции могат да тестват ефективността на своите технологии в дълбокия космос, включително животоподдържащи системи, двигатели и задвижващи системи, заявява пред Live Science Пол Абел (Paul Abell), главен учен за изследване на малки тела в НАСА.
"Да отидем на Марс е голяма, огромна стъпка", отбелязва ученият. "Има много неща, които трябва да се случат, така че защо не разгледаме някои от тези близки до Земята астероиди, които са между системата Земя-Луна и Марс."
Инфографика как би могла да действа минната дейност върху астероиди; Източник: Space.com.
Тези пътувания до минилуни биха могли да помогнат и за едно по-различно изследване, което може да бъде също толкова решаващо за достигането на Марс: добива на вода.
Водата е жизненоважна не само за хидратацията, но и за създаването на допълнително ракетно гориво, което обикновено е течен водород. Това ще е необходимо, за да стигнем до Марс, който е средно на повече от 225 милиона километра от Земята.
В момента космическите кораби трябва да носят цялата вода и гориво, от което се нуждаят от Земята. Добавената от течността маса предизвиква параграф 22 на "ракетното уравнение", което гласи, че с нарастването на масата на полезния товар трябва да се увеличи и количеството гориво, необходимо за освобождаване от гравитационното привличане на Земята.
По същество, ако НАСА увеличи масата на полезния товар на космически кораб дори леко, ще трябва да се добави много повече гориво, за да се откъсне от земята и да се изведе в орбита - а самото гориво добавя още повече тежест за издигане, създавайки порочен кръг. Ключът към прекъсването на този цикъл е намирането на начин за зареждане с гориво в космоса, посочва Абел.
"Когато отивате на почивка, когато летите или шофирате, не носите всичкия ви нужен кислород, цялата си храна, всичко със себе си за целия двупосочен път", коментира Абел. "Е, това е същото. Искаме да се измъкнем от необходимостта да вземем всичко с нас от Земята, защото това е супер скъпо."
Добрата новина? Близките до Земята астероиди може да са идеални кандидати за космически бензиностанции. Все повече изследвания показват, че много близки до Земята астероиди са богати на минерали и вода, които са заключени в скалите. Ако тази вода може да стане достъпна, може да бъде разделена на водород и кислород - двата ключови елемента за създаването на ракетно гориво.
"Ако може да се получи достъп до тази вода и да се използва, едновременно ще имаме вода за пиене, кислород за дишане и, което е по-важно, ракетно гориво", отбелязва Абел.
Ракетно гориво
Концепцията на художник за лунна база със слънчеви панели, оранжерии и местообитания. Кредит: ESA / P. Carril
Понастоящем повечето от усилията на НАСА са съсредоточени върху събирането на вода от Луната, но много търговски компании - включително Karman+, TransAstra и AstroForge - са насочили вниманието си към астероиди за добив на вода и метал.
Тези операции все още не са започнали, до голяма степен поради разходите и технологиите, необходими за достигане до тези астероиди, обясняват експерти. Но мисиите до минилуните биха могли да помогнат за усъвършенстване на операциите, като предоставят на компаниите място за обучение, за да тестват "осъществимостта на технологиите за добив на астероиди за бъдещи търговски приложения" според проучване от 2018 г.
Самите минилуни обаче може да не са най-добрият вариант за зареждане с гориво на космически кораби, защото са малки, с изсъхнали повърхности от "припичане на слънце дълго време", отбелязва Бинзел.
Преден пост за добив на гориво на полюсите на Луната (LPMO - Lunar-polar Propellant Mining Outpost) от Джоел Сарс (Joel Serce), TransAstra Corporation, Lake View Terrace.
Робърт Джедик (Robert Jedicke), астроном от Хавайския университет и водещ автор на изследването от 2018 г., подозира, че на много от минилуните няма вода, защото може или да са се откъснали от Луната, или да са били отвлечени от края на Главния астероиден пояс, като и в двата случая това означава нисък потенциал за наличие на вода. Други учени обаче, включително Абел, смятат, че там е възможно да има вода. Бинзел от своя страна е по-оптимистично настроен, казвайки, че има много несигурност в моделирането. Нищо не се знае, докато не го видим, смята Бинзел.
Дори ако минилуните нямат вода, те биха могли да позволят на компаниите "да тестват способността си да маневрират с космически кораби близо до астероид", коментира Джедик, който в момента работи с TransAstra за разработване на техники за добив на вода от астероиди.
Да намерим още минилуни!
Концепция на съоръженията за "Дълготрайното изследване на пространството и времето" (Legacy Survey of Space and Time - LSST), изграждащи се на Cerro Pachón. Очаква се камерата да започне работа през 2025 г. Кредит: Todd Mason, Mason Productions Inc. / LSST Corporation
Малкият размер и бързото движение на минилуните ги правят невероятно трудни за откриване със съществуващите наземни телескопи. Нов телескоп обаче може скоро да промени това. Високо в чилийските Анди е почти завършено строителството на обсерваторията "Вера Рубин" (Vera Rubin), която ще съдържа най-голямата цифрова камера в света.
Започвайки от 2025 г., камерата, известна като Legacy Survey of Space and Time (LSST), ще прави 700 снимки всяка вечер в продължение на 10 години, за да каталогизира слънчевата система на високопрецизно ниво от 6 терапиксела. Това задълбочено изследване на Вселената ще помогне на учените да разберат мистериозни вещества като тъмна материя и тъмна енергия. И с персонализиран подход може също така да помогне на астрономите да откриват минилуни много често, на всеки три месеца според симулация от 2020 г.
А през 2027 г. друг инструмент на НАСА, наречен NEO Surveyor, ще открива от космоса астероиди. NEO Surveyor ще извършва пълно сканиране на небето на всеки две седмици, за да засича потенциално опасни астероиди и комети близо до земната орбита. Въпреки че основният фокус на този инфрачервен космически телескоп е да предпази човечеството от "астероиди убийци на планети", той има потенциала да открива малки минилуни в процеса.
Твърде рано е да се каже дали мисиите на минилуните ще играят ключова роля в технологията на космическите кораби или минните операции, коментират експерти пред Live Science. Но независимо от всичко, изучаването на тези временни спътници на Земята и други близки до Земята астероиди може да предостави решаващи улики към загадките на нашата слънчева система, заявява Бинзел.
Много учени смятат, че близките до Земята астероиди, като Бену, вероятно са донесли семената на живота на Земята в началото на историята на нашата планета.
За проследяване на химическия произход на слънчевата система и намиране на съставките, създали живота на Земята, минилуните са чудесно място, смята Бинзел.
"Но причината да не сме ходили при тях преди е, че не са много", коментира Бинзел. "Тъкмо сега ги откриваме. Но те ще излязат на преден план, защото имаме нови телескопи, които влизат в експлоатация."
Справка:
Jedicke R, Bolin BT, Bottke WF, Chyba M, Fedorets G, Granvik M, Jones L and Urrutxua H (2018) Earth's Minimoons: Opportunities for Science and Technology. Front. Astron. Space Sci. 5:13. doi: 10.3389/fspas.2018.00013
Discovering Earth’s transient moons with the Large Synoptic Survey Telescope; Grigori Fedorets and Mikael Granvik and R. Lynne Jones and Mario Jurić and Robert Jedicke; Icarus, 338, 113517, 2020; https://doi.org/10.1016/j.icarus.2019.113517, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103519304117
Източник: Undiscovered 'minimoons' may orbit Earth. Could they help us become an interplanetary species?, Live Science
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари