Будущее человечества. Колонизация Марса, путешествия к звездам и обретение бессмертия

Прежде чем погрузиться в подробности добычи полезных ископаемых на астероидах, было бы полезно прояснить несколько понятий, которые часто путают между собой: это метеор, метеорит, астероид и комета. Метеор — это яркий след межпланетной песчинки, сгорающей в атмосфере. Хвосты метеоров, указывающие направление, откуда эти камни прилетают, возникают из-за трения о воздух. В ясную ночь метеоры можно видеть с интервалом в несколько минут, для этого достаточно просто смотреть на небо.

Камень, который пролетает атмосферу и падает на Землю, называется метеоритом.

Астероиды — это каменный и железный мусор Солнечной системы. В большинстве своем они располагаются в поясе астероидов и представляют собой остатки несформировавшейся планеты между Марсом и Юпитером. Если сложить массы всех известных астероидов, то в сумме они составят всего 4 % от массы Луны. Однако большинство этих объектов до сих пор не обнаружено, а потенциально их миллиарды. По большей части астероиды обращаются по стабильным орбитам в пределах пояса астероидов, но иногда какой-то из них сбивается с пути, влетает в атмосферу Земли и сгорает в ней метеором.

Комета — это кусок льда и камня, сформировавшийся далеко за пределами орбиты Земли. Если астероиды располагаются внутри Солнечной системы, то орбиты многих комет пролегают по ее внешней границе — в поясе Койпера — или даже за пределами Солнечной системы, в облаке Оорта. Кометы, которые мы иногда видим на ночном небе, — это те из них, чьи орбиты или траектории привели их к Солнцу. Когда комета приближается к светилу, солнечный свет и ветер срывают с нее частицы льда и пыли. В результате рядом с кометой возникает хвост — но направлен он от Солнца, а не вдоль траектории кометы по ее следу.

За многие годы исследований у ученых сложилось четкое представление о том, как сформировалась наша Солнечная система. Около 5 млрд лет назад Солнце представляло собой медленно вращающееся гигантское облако, состоящее в основном из пыли и газообразных водорода и гелия. В поперечнике оно достигало нескольких световых лет (световой год — это расстояние, которое свет проходит за год, примерно 9,5 трлн км). Из-за большой массы облако постепенно сжималось под действием гравитации. Сжимаясь, оно вращалось все быстрее и быстрее — в точности как фигурист начинает вращаться быстрее, когда прижимает руки к телу. Со временем облако сконденсировалось в быстро вращающийся диск со звездой в центре. Из окружающего звезду газопылевого диска начали формироваться протопланеты, которые постепенно собирали на себя вещество диска и увеличивались в размерах. Этот процесс объясняет, почему все планеты обращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении и в одной плоскости.

Считается, что в какой-то момент одна из протопланет слишком приблизилась к крупнейшей из всех планет, Юпитеру, и была разорвана его мощнейшей гравитацией. В результате сформировался пояс астероидов. Согласно другой теории, пояс астероидов мог сформироваться в результате столкновения двух протопланет.

Солнечную систему можно изобразить как Солнце, окруженное четырьмя поясами: внутренний пояс составляют каменные планеты (Меркурий, Венера, Земля и Марс), далее идет пояс астероидов, за ним следует пояс газовых гигантов, включающий в себя Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, и, наконец, последним идет кометный пояс, который называют также поясом Койпера. А еще дальше, за пределами этих четырех поясов, имеется сферическое облако комет, окружающее Солнечную систему целиком и известное как облако Оорта.

Вода — простая молекула — в начале существования Солнечной системы представляла собой обычное, часто встречающееся вещество, но существовала в разных состояниях в зависимости от расстояния от Солнца. Ближе к Солнцу, там, где вода должна была кипеть и превращаться в пар, мы видим планеты Меркурий и Венеру. Земля располагается чуть дальше, так что вода здесь может существовать в виде жидкости. (Иногда зону, в которой температура допускает существование жидкой воды, называют «зоной Златовласки» или зоной жизни.) Дальше от Солнца вода превращается в лед, на Марсе и на еще более далеких планетах и кометах она находится в основном в этом состоянии.

Добыча полезных ископаемых на астероидах

Если мы хотим добывать полезные ископаемые на астероидах, нам чрезвычайно важно будет разобраться в их происхождении и составе.