Учёные продолжают активно изучать малые астероиды, стремясь понять их состав. Эти каменистые тела способны содержать ценные металлы, древний материал, оставшийся со времён формирования Солнечной системы, а также химические «подсказки», раскрывающие историю их родительских объектов. Такие астероиды всё чаще рассматриваются как возможные источники космических ресурсов для будущих миссий.
Недавно исследовательская группа под руководством Института космических наук (ICE-CSIC) изучила образцы, связанные с астероидами типа C – богатыми углеродом объектами, которые считаются прародителями углеродистых хондритов. Результаты их работы, опубликованные в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, подтверждают гипотезу о том, что эти астероиды могут служить важными резервуарами материалов. Полученные данные также помогают учёным определить происхождение таких метеоритов и способствуют планированию будущих космических миссий и технологий добычи ресурсов.
Углеродистые хондриты – это метеориты, которые естественным образом попадают на Землю, но составляют лишь около 5% всех метеоритных дождей. Многие из них крайне хрупки и разрушаются до того, как их можно собрать, что делает их особенно редкими. Когда их всё же находят, это происходит чаще всего в пустынных условиях, таких как Сахара или Антарктида, где условия для сохранения благоприятны. Хосеп М. Триго-Родригес, ведущий автор исследования и астрофизик из ICE-CSIC, аффилированный с Институтом космических исследований Каталонии (IEEC), поясняет: «Научный интерес к каждому из этих метеоритов заключается в том, что они являются образцами небольших, недифференцированных астероидов и предоставляют ценную информацию о химическом составе и эволюционной истории тел, из которых они произошли».
Для проведения исследования команда ICE-CSIC отобрала и тщательно охарактеризовала образцы, связанные с астероидами, прежде чем отправить их на детальный химический анализ. Измерения проводились с использованием масс-спектрометрии в Университете Кастилии-Ла-Манча профессором Хасинто Алонсо-Аскарате. Эта работа позволила исследователям определить точный химический состав шести наиболее распространённых типов углеродистых хондритов и оценить, насколько практичной могла бы быть добыча материалов из их родительских астероидов в будущем.
Исследовательская группа по астероидам, кометам и метеоритам при ICE-CSIC более десяти лет изучает физические и химические свойства поверхностей астероидов и комет. Триго-Родригес уточняет, что в ICE-CSIC и IEEC «специализируются на разработке экспериментов для лучшего понимания свойств этих астероидов и того, как физические процессы в космосе влияют на их природу и минералогию». Он также отмечает, что ICE-CSIC является международным хранилищем антарктической коллекции метеоритов НАСА. За последние десять лет учёный помог отобрать и запросить несколько углеродистых хондритов, использованных в этом исследовании, и разработал множество экспериментов с ними. Работа, которая сейчас публикуется, по его словам, «является кульминацией этих коллективных усилий».
Вопрос о целесообразности добычи астероидных ресурсов остаётся открытым. Пау Греболь Томас, исследователь из ICE-CSIC, отмечает: «Изучение и отбор таких метеоритов в нашей чистой комнате с использованием различных аналитических методов увлекательно, особенно из-за разнообразия содержащихся в них минералов и химических элементов. Однако большинство астероидов содержат относительно небольшое количество ценных элементов, поэтому целью нашего исследования было понять, насколько жизнеспособной будет их добыча».
Жорди Ибаньес-Инса, соавтор исследования и исследователь из Geosciences Barcelona (GEO3BCN-CSIC), указывает на значительные практические трудности. Он добавляет: «Хотя большинство малых астероидов покрыты фрагментированным материалом, называемым реголитом – и это облегчило бы возврат небольших образцов – разработка крупномасштабных систем сбора для получения явной выгоды – это совсем другое дело. В любом случае, это заслуживает изучения, поскольку поиск ресурсов в космосе может способствовать минимизации воздействия добывающей деятельности на земные экосистемы».
Главный пояс астероидов содержит огромное разнообразие объектов, и понимание того, какие ресурсы они хранят, требует тщательной классификации. По словам Триго-Родригеса, состав астероидов сильно варьируется из-за их долгой и сложной истории. Он объясняет: «Это маленькие и достаточно неоднородные объекты, сильно подверженные влиянию их эволюционной истории, в частности, столкновений и сближений с Солнцем. Если мы ищем воду, существуют определённые астероиды, из которых происходят гидратированные углеродистые хондриты, которые, наоборот, будут содержать меньше металлов в естественном состоянии. Не будем забывать, что спустя 4,56 миллиарда лет после их образования каждый астероид имеет разный состав, что и показывают исследования хондритовых метеоритов».
Одним из ключевых выводов исследования является то, что добыча полезных ископаемых на недифференцированных астероидах – первозданных остатках формирования Солнечной системы, которые считаются прародительскими телами хондритовых метеоритов – пока остаётся непрактичной. Однако команда учёных выявила другой класс относительно нетронутых астероидов, демонстрирующих признаки оливина и шпинели, как более перспективные цели для добычи. Для надёжной идентификации таких кандидатов исследователи подчёркивают важность детальных химических исследований углеродистых хондритов в сочетании с новыми миссиями по возврату образцов. Эти миссии помогут подтвердить, какие астероиды действительно связаны с метеоритами, изученными на Земле.
Триго-Родригес также подчёркивает: «Наряду с прогрессом, достигнутым благодаря миссиям по возврату образцов, крайне необходимы компании, способные предпринять решительные шаги в технологическом развитии, необходимом для добычи и сбора этих материалов в условиях низкой гравитации. Переработка этих материалов и образующиеся отходы также будут иметь значительное воздействие, которое должно быть оценено и должным образом смягчено». Команда учёных ожидает прогресса в ближайшем будущем, особенно по мере того, как использование ресурсов на месте (in situ) становится всё более важным для длительных миссий на Луну и Марс. Использование материалов, найденных в космосе, может значительно сократить потребность в поставках с Земли. Если основной целью является вода, исследователи подчёркивают, что следует отдавать приоритет астероидам, изменённым водой и богатым водосодержащими минералами.
Извлечение ресурсов в условиях низкой гравитации потребует совершенно новых подходов. Пау Греболь Томас резюмирует: «Это звучит как научная фантастика, но так же звучала научная фантастика, когда тридцать лет назад планировались первые миссии по возврату образцов».
На мировом уровне уже обсуждаются различные концепции, включая захват малых астероидов, проходящих близко к Земле, и вывод их на окололунную орбиту для изучения и использования их ресурсов. Триго-Родригес подчёркивает, что богатые водой углеродистые астероиды могут быть особенно привлекательными целями. Он поясняет: «Для некоторых богатых водой углеродистых астероидов добыча воды для повторного использования кажется более жизнеспособной, будь то в качестве топлива или основного ресурса для исследования других миров. Это также может предоставить науке более глубокие знания об определённых телах, которые однажды могут угрожать самому нашему существованию. В долгосрочной перспективе мы могли бы даже добывать и уменьшать потенциально опасные астероиды, чтобы они перестали быть угрозой».
