Forestående asteroidemissioner kan afsløre vores oprindelse, og hjælpe med at redde Jorden fra dødbringende angreb

Asteroider er rester af det tidlige solsystem, med potentialet til at afsløre hemmeligheder om vores planets oprindelse. Men de kunne også bringe en ende på livet på Jorden. Nu to missioner, Lucy og DART (Double Asteroid Redirection Test) vil give yderligere indsigt i begge disse funktioner – hvor DART endda forsøger at omdirigere en månes kredsløb omkring en asteroide.

Rumsten anses generelt for at være asteroider, hvis de er større end cirka 1 km i størrelse, og hovedsageligt lavet af "ikke-flygtige" materialer - kemikalier, der let kan fordampes. Carbonmonoxid, for eksempel, er flygtigt, da det fordamper ved en temperatur på -191°C. Men jern, med et fordampningspunkt på 2, 862°C er ikke-flygtig.

Dette er noget anderledes end kometer. Asteroider findes mere almindeligt i det indre solsystem, der henviser til, at kometer med deres flygtige sammensætning har en tendens til at lure i den ydre del, langt fra solens varme. Omkring 500, 000 asteroider er blevet katalogiseret til dato, og mange har deres egne små måner.

Asteroider menes at være resterne af planetesimaler - forløbere for planeterne i det tidlige solsystem, som smeltede sammen under tyngdekraften og dannede de velkendte verdener, vi kender i dag. Asteroider undslap på en eller anden måde denne proces, bevare noget af forholdene i vores tidlige solsystem, fra en tid før selv planeterne var dannet. Denne epoke er ret mystisk. Hvor små støvpartikler, som udgjorde hovedparten af ​​fast materiale på det tidspunkt, var i stand til at klumpe sig sammen og danne større objekter som asteroider, i betragtning af, at de mangler deres egne væsentlige gravitationsfelter, bliver stadig efterforsket.

De mest kendte af asteroiderne er dem, der opholder sig i hovedbæltet, en millionstærk sværm, der kredser om Solen mellem Mars og Jupiter. Det lyder af meget, men rummet er enormt, og afstandene mellem en asteroide og en nabo er typisk millioner af kilometer. Således er oddsene for succes med at navigere i et asteroidefelt, i hvert fald i vores solsystem, er væsentligt bedre end 3, 720 til 1.

Lucy-rumfartøjet på 980 millioner dollars (714 millioner pund) – der skal opsendes den 16. oktober – vil flyve gennem tre asteroidefelter i løbet af sin 12-årige mission. Det er opkaldt Lucy efter det berømte hominin fossil, fordi det er håbet, at det kunne være tilsvarende revolutionerende for vores viden om solsystemets oprindelse. Lucy vil flyve først gennem hovedbæltet, rejs derefter udad for at besøge to andre mindre velkendte asteroidefelter - Jupiter-trojanerne.

Trojanske asteroider kredser om Solen ved "Lagrange-punkterne". Disse er positioner i rummet, hvor tyngdekraften fra Solen og en planet balancerer således, at et objekt, der befinder sig der, naturligt forbliver på plads, potentielt i milliarder af år. Der er fem sådanne punkter for alle planeter i solsystemet, og de er nummereret L1-L5 (se billedet nedenfor). Jupiter-trojanerne, grupperet ved L4 og L5, er to enorme og uudforskede asteroidefelter, som mellem dem rummer mindst lige så mange asteroider som hovedbæltet.

Lucy vil først vove sig til L4 Jupiter Trojans, som den når i 2027. Den vil derefter flyve tilbage mod Jorden, bruge vores planets tyngdekraft til at slynge den tilbage mod L5 Jupiter Trojans, som den vil nå i 2033. Denne bemærkelsesværdige flyvevej vil blive opnået med sol-elektrisk fremdrift.

Rumfartøjet bærer en række instrumenter inklusive sofistikerede kameraer og spektrometre til at kortlægge asteroiderne og skelne deres sammensætning. Det forventes, at den kemiske sammensætning af Jupiter-trojanerne vil være noget anderledes end hovedbælteasteroiderne, indeholdende en højere koncentration af flygtigt materiale, sløring af skelnen mellem asteroider og kometer. Ja, en Jupiter-trojaner blev for nylig fundet at have en kometlignende hale.

Asteroide rammer

Ikke alle asteroider er begrænset til et bælte. Nogle vandrer gennem hele solsystemet på baner, som kan bringe dem i umiddelbar nærhed af planeter som Jorden. Asteroiders påvirkningsfare er relativt velkendt, især efter Chelyabinsk-meteoren, der eksploderede over en russisk by i 2013, skader over 1, 000 mennesker og forårsager omfattende skader.

På et tidspunkt i slutningen af ​​november, Nasa vil forsøge at starte DART. Dette rumfartøj vil forsøge at opsnappe 65803 Didymos, en jordnær asteroide med sin egen lille måne, kaldet Dimorphos. Den cirka 170 meter store måne vil blive ramt af DART-rumfartøjet på 500 kg med en anslagshastighed på 6,6 kilometer i sekundet. Målet er at observere en ændring i dimorfos orbitale bevægelse omkring Didymos som følge af kollisionen.

Dette vil blive opnået ved en opfølgningsmission iværksat af ESA, kaldet Hera, som vil nå Didymos i 2026 og udføre en detaljeret undersøgelse af Dimorphos' kredsløb. Ved at måle ændringen i den lille månes kredsløb, videnskabsmænd og ingeniører vil være i stand til bedre at beregne, hvor meget energi der kræves for at ændre kredsløbet for en hypotetisk fremtidig truende asteroide. Det skal understreges, at i øjeblikket, der er ingen kendte fremtidige asteroide-jord-kollisioner, men det er klart bedst at forberede sig på sådan en eventualitet.

Der er endnu flere asteroidemissioner i den nærmeste fremtid. I august 2022, Nasa vil opsende Psyche for at besøge sin asteroide med samme navn, 16 Psyke, som kredser i hovedbæltet. Denne ejendommelige verden er over 200 km på tværs og indeholder en masse metal. Så meget faktisk, at det menes at være den blottede kerne af en engang voksende planet i det tidlige solsystem, som led en katastrofal indvirkning på et tidspunkt i en fjern fortid. Denne kollision klippede de ydre lag af den spæde planet, efterlader den blotlagte metalrige kerne. Hvis denne teori viser sig at være korrekt, så vil det være første gang, at forskere har haft en chance for direkte at observere en planetarisk kerne.

Denne række af kommende missioner, og mange nyere tidligere, repræsenterer noget af en gylden æra inden for asteroideforskning. Asteroider har stadig mange historier at fortælle, har et stort økonomisk potentiale som mineressourcer, og udgør en åbenlys fare for civilisationen på Jorden.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.