סקר גופים של מערכת השמש. אסטרואידים וכוכבי לכת ננסיים

עיקר האסטרואידים שהתגלו על ידי מדענים (כ-98%) ממוקמים בין המסלולים הפלנטריים של צדק ומאדים. המרחק שלהם מהכוכב נע בין 2.06-4.30 AU. כלומר, לתקופות מחזור, לתנודות יש את הטווח הבא - 2.9-8.92 שנים. בקבוצת כוכבי הלכת הקטנים, ישנם כאלה שיש להם מסלולים ייחודיים. לרוב, האסטרואידים האלה מקבלים שמות זכרים. הפופולריים ביותר הם שמותיהם של גיבורי המיתולוגיה היוונית - ארוס, איקרוס, אדוניס, הרמס. כוכבי לכת קטנים אלה נעים מחוץ לחגורת האסטרואידים. המרחק שלהם מכדור הארץ משתנה, אסטרואידים יכולים להתקרב אליו ב-6 - 23 מיליון ק"מ. גישה ייחודית לכדור הארץ התרחשה בשנת 1937. כוכב הלכת הקטין הרמס התקרב אליו ב-580 אלף ק"מ. מרחק זה הוא פי 1.5 מהמרחק של הירח מכדור הארץ.

הבהיר ביותר מבין האסטרואידים הידועים הוא וסטה (כ-6 מטר). למסה גדולה של כוכבי לכת קטנים יש ברק עז במהלך התנגדות (7 מ' - 16 מ').

חישוב הקטרים ​​של אסטרואידים מתבצע על ידי בהירות, יכולת החזרת קרניים גלויות ואינפרא אדום.
מתוך רשימה של 3.5 אלף, רק ל-14 אסטרואידים יש גודל רוחבי העולה על 250 ק"מ. השאר הרבה יותר צנועים, יש אפילו אסטרואידים בקוטר של 0.7 ק"מ. האסטרואידים הידועים הגדולים ביותר- Ceres, Pallas, Vesta וה-Hygia (מ-1000 עד 450 ק"מ). לאסטרואידים קטנים אין צורה כדורית, הם יותר כמו בלוקים חסרי צורה.

גם המוני האסטרואידים משתנים. המסה הגדולה ביותר נקבעת עבור Ceres, היא קטנה פי 4000 מגודל כדור הארץ. גם המסה של כל האסטרואידים קטנה מהמסה של כוכב הלכת שלנו והיא אלפית ממנה.

לכל כוכבי הלכת הקטנים אין אטמוספרה. לחלקם יש סיבוב צירי, אשר נקבע על ידי שינוי מתועד באופן קבוע בבהירות. אז, לפאלאס יש תקופת סיבוב של 7.9 שעות, ואיקרוס מסתובב תוך שעתיים ו-16 דקות בלבד.

לפי יכולת ההשתקפות של אסטרואידים, הם שולבו ל-3 קבוצות - מתכתי, בהיר וכהה. הקבוצה האחרונה כוללת אסטרואידים, אשר פני השטח שלהם מסוגלים להחזיר לא יותר מ-5% מהאור הנוצר מהשמש. פני השטח שלהם נוצרים על ידי סלעים הדומים לבזלת פחמנית ובזלת שחורה. לכן אסטרואידים כהים נקראים פחמניים.

ההחזרה של אסטרואידים אור היא הגבוהה ביותר (10-25%). לגרמי השמיים הללו יש משטח הדומה לתרכובות סיליקון. הם נקראים אסטרואידים מאבן. אסטרואידים מתכתיים הם הפחות נפוצים. הם דומים לאור, פני השטח של גופים אלה מזכירים יותר סגסוגות של ברזל וניקל.

הנכונות של סיווג כזה מאושרת על ידי ההרכב הכימי של מטאוריטים הנופלים על פני כדור הארץ. נבחרה קבוצה קטנה של אסטרואידים שלא ניתן לסווג לפי תכונה זו. היחס באחוזים של 3 קבוצות האסטרואידים הנתונות הוא כדלקמן: כהה (סוג C) - 75%, בהיר (סוג S) - 15% ו-10% מתכתי (סוג M).

רפלקטיביות המינימום של אסטרואידים היא 3-4%, והמקסימום מגיע ל-40% מכמות האור הנכנסת הכוללת. אסטרואידים בגודל קטן מסתובבים הכי מהר, הם מגוונים מאוד בצורתם. יש להניח שהם מורכבים מהחומר שיצר את מערכת השמש. הנחה זו מאוששת על ידי השינוי בסוג הדומיננטי של אסטרואידים השייכים לחגורת האסטרואידים במרחק מהשמש.
בתנועתם, אסטרואידים בהכרח מתנגשים זה בזה, תוך שהם מתפזרים לחתיכות קטנות.

הלחץ בתוך האסטרואידים אינו גבוה, ולכן אין חימום שלהם. פני השטח שלהם עשויים להתחמם מעט תחת פעולת אור השמש, אך חום זה אינו נשמר ונכנס לחלל. מְשׁוֹעָר טמפרטורות פני האסטרואידיםתנודות מ-120 מעלות צלזיוס ל-100 מעלות צלזיוס. עלייה משמעותית בטמפרטורה, למשל, עד +730 מעלות צלזיוס (איקרוס), יכולה להירשם רק ברגעי ההתקרבות לשמש. לאחר הוצאת האסטרואיד ממנו מתרחשת התקררות חדה.

נתן אייסמונט,
מועמד למדעי הפיזיקה והמתמטיקה, חוקר מוביל (מכון לחקר החלל של האקדמיה הרוסית למדעים)
אנטון לדקוב,
חוקר (מכון לחקר החלל RAS)
"מדע וחיים" מס' 1, 2015, מס' 2, 2015

מערכת השמש נתפסת בדרך כלל כחלל ריק שבו חגים שמונה כוכבי לכת, חלקם עם הלוויינים שלהם. מישהו יזכור כמה כוכבי לכת קטנים, שאליהם יוחס לאחרונה פלוטו, על חגורת האסטרואידים, על מטאוריטים שלפעמים נופלים על כדור הארץ ועל שביטים שמקשטים מדי פעם את השמים. הרעיון הזה די נכון: אף אחת מהחלליות הרבות לא סבלה מהתנגשות עם אסטרואיד או כוכב שביט - החלל מרווח למדי.

אף על פי כן, הנפח העצום של מערכת השמש מכיל לא מאות אלפים ולא עשרות מיליונים, אלא קוודריליונים (כאלה עם חמישה עשר אפסים) של גופים קוסמיים בגדלים ובמסות שונות. כולם נעים ומקיימים אינטראקציה לפי חוקי הפיזיקה והמכניקה השמימית. כמה מהם נוצרו ביקום המוקדם מאוד ומורכבים מהחומר הקדמון שלו, ואלה הם האובייקטים המעניינים ביותר של המחקר האסטרופיזי. אבל יש גם גופים מסוכנים מאוד - אסטרואידים גדולים, שהתנגשותם בכדור הארץ עלולה להרוס עליו חיים. מעקב וביטול מפגע האסטרואידים הוא תחום עבודה חשוב ומרגש לא פחות עבור אסטרופיזיקאים.

היסטוריה של גילוי אסטרואידים

האסטרואיד הראשון התגלה בשנת 1801 על ידי ג'וזפה פיאסי, מנהל המצפה בפלרמו (סיציליה). הוא קרא לו קרס ובתחילה ראה בו כוכב לכת קטן. המונח "אסטרואיד", בתרגום מיוונית עתיקה - "כמו כוכב", הוצע על ידי האסטרונום ויליאם הרשל (ראה "מדע וחיים" מס' 7, 2012, מאמר "סיפורו של המוזיקאי ויליאם הרשל, שהכפיל את החלל "). קרס וחפצים דומים (פאלאס, ג'ונו ווסטה) שהתגלו בשש השנים הבאות נתפסו כנקודות, לא כדיסקות במקרה של כוכבי הלכת; יחד עם זאת, בניגוד לכוכבים הקבועים, הם נעו כמו כוכבי לכת. יש לציין שהתצפיות שהובילו לגילוי האסטרואידים הללו בוצעו בכוונה בניסיון למצוא את כוכב הלכת ה"חסר". העובדה היא שכוכבי לכת שכבר התגלו היו ממוקמים במסלולים מרוחקים מהשמש במרחקים התואמים את חוק בודה. בהתאם לו, היה צריך להיות כוכב לכת בין מאדים לצדק. כידוע, לא נמצאו כוכבי לכת במסלול כזה, אבל חגורת אסטרואידים, הנקראת הראשית, התגלתה מאוחר יותר בערך באזור זה. בנוסף, לחוק בודה, כפי שהתברר, אין כל הצדקה פיזיקלית והוא נחשב כיום פשוט כמעין צירוף אקראי של מספרים. יתרה מכך, התגלה מאוחר יותר (1848) נפטון היה במסלול שאינו תואם אתו.

לאחר גילוי ארבעת האסטרואידים שהוזכרו, תצפיות נוספות במשך שמונה שנים לא הובילו להצלחה. הם נעצרו עקב מלחמות נפוליאון, שבמהלכן נשרפה העיירה לילינטל שליד ברמן, שבה נערכו מפגשים של אסטרונומים - ציידי אסטרואידים. התצפיות התחדשו ב-1830, אך ההצלחה הגיעה רק ב-1845 עם גילוי האסטרואיד אסטריה. מאז, אסטרואידים התגלו בתדירות של לפחות אחד בשנה. רובם שייכים לחגורת האסטרואידים הראשית, בין מאדים לצדק. ב-1868 כבר התגלו כמאה אסטרואידים, ב-1981 - 10,000, וב-2000 - יותר מ-100,000.

הרכב כימי, צורה, גודל ומסלולים של אסטרואידים

אם אסטרואידים מסווגים לפי מרחקם מהשמש, הרי שהקבוצה הראשונה כוללת וולקנואידים - מעין חגורה היפותטית של כוכבי לכת קטנים בין השמש למרקורי. אף עצם אחד מחגורה זו עדיין לא התגלה, ולמרות שמכתשי פגיעה רבים שנוצרו כתוצאה מנפילת אסטרואידים נצפים על פני השטח של מרקורי, אין בכך כדי לשמש הוכחה לקיומה של חגורה זו. בעבר, נוכחותם של אסטרואידים שם ניסתה להסביר את החריגות בתנועתו של מרקורי, אך אז הן הוסברו על בסיס השפעות רלטיביסטיות. אז התשובה הסופית לשאלה של נוכחות אפשרית של Vulcanoids עדיין לא התקבלה. אחר כך מגיעים אסטרואידים קרובי כדור הארץ השייכים לארבע קבוצות.

אסטרואידים בחגורה ראשיתנעים במסלולים הממוקמים בין המסלולים של מאדים וצדק, כלומר במרחקים שבין 2.1 ל-3.3 יחידות אסטרונומיות (AU) מהשמש. המישורים של מסלוליהם נמצאים ליד האקליפטיקה, נטייתם לאקליפטיקה נמצאת בעיקר עד 20 מעלות, מגיעה עד 35 מעלות עבור חלק, אקסצנטריות - מאפס עד 0.35. ברור שהאסטרואידים הגדולים והבהירים ביותר היו הראשונים שהתגלו: הקוטרים הממוצעים של קרס, פאלאס ווסטה הם 952, 544 ו-525 קילומטרים, בהתאמה. ככל שגודלם של האסטרואידים קטן יותר, כך יש יותר: רק ל-140 מתוך 100,000 אסטרואידים מהחגורה הראשית יש קוטר ממוצע של יותר מ-120 קילומטרים. המסה הכוללת של כל האסטרואידים שלו קטנה יחסית, ומהווה רק כ-4% ממסת הירח. לאסטרואיד הגדול ביותר - Ceres - יש מסה של 946·10 15 טון. הערך עצמו נראה גדול מאוד, אבל הוא רק 1.3% מהמסה של הירח (735 10 17 טון). כקירוב ראשון, ניתן לקבוע את גודלו של אסטרואיד לפי בהירותו ולפי מרחקו מהשמש. אבל עלינו לקחת בחשבון גם את המאפיינים הרפלקטיביים של האסטרואיד - האלבדו שלו. אם פני האסטרואיד כהים, הוא זוהר חלש יותר. מסיבות אלו, ברשימת עשרת האסטרואידים, הממוקמים באיור לפי סדר גילוים, נמצא האסטרואיד השלישי בגודלו Hygiea במקום האחרון.

ציורים הממחישים את חגורת האסטרואידים הראשית נוטים להראות סלעים רבים הנעים די קרוב זה לזה. למעשה, התמונה רחוקה מאוד מהמציאות, שכן, באופן כללי, מסה כוללת קטנה של החגורה מפוזרת על פני הנפח הגדול שלה, כך שהחלל ריק למדי. כל החלליות ששוגרו עד היום מעבר למסלול צדק עברו דרך חגורת האסטרואידים ללא כל סיכון ניכר להתנגשות באסטרואיד. עם זאת, בסטנדרטים של זמן אסטרונומי, התנגשויות של אסטרואידים זה בזה ועם כוכבי לכת כבר לא נראות כל כך לא סבירות, כפי שניתן לשפוט לפי מספר המכתשים על פני השטח שלהם.

סוסים טרויאנים- אסטרואידים נעים לאורך מסלולי כוכבי הלכת, הראשון שבהם התגלה ב-1906 על ידי האסטרונום הגרמני מקס וולף. האסטרואיד נע סביב השמש במסלול צדק, לפניה בממוצע של 60 מעלות. יתרה מכך, התגלתה קבוצה שלמה של גרמי שמים הנעה לפני צדק.

בתחילה, הם קיבלו שמות לכבוד גיבורי האגדה של מלחמת טרויה, שלחמו לצד היוונים המצורים על טרויה. בנוסף לאסטרואידים המובילים את צדק, ישנה קבוצה של אסטרואידים שאחריו בערך באותה זווית; הם נקראו טרויאנים על שם מגיני טרויה. כיום, אסטרואידים משתי הקבוצות נקראים טרויאנים, והם נעים בקרבת נקודות לגראנז' L 4 ו-L 5 , נקודות התנועה היציבה בבעיית שלושת הגופים. גופים שמימיים שנפלו בקרבתם עושים תנועה נדנדת מבלי ללכת רחוק מדי. מסיבות שטרם הוסברו, יש כ-40% יותר אסטרואידים לפני צדק מאשר בפיגור. הדבר אושר על ידי מדידות שבוצעו לאחרונה על ידי הלוויין האמריקאי NEOWISE באמצעות טלסקופ 40 ס"מ המצויד בגלאים הפועלים בטווח האינפרא אדום. מדידות בתחום האינפרא אדום מרחיבות משמעותית את האפשרויות לחקור אסטרואידים בהשוואה לאלו שנותנים אור נראה. ניתן לשפוט את יעילותם לפי מספר האסטרואידים והשביטים במערכת השמש המקוטלגים באמצעות NEOWISE. יש יותר מ-158,000 מהם, ומשימתו של המנגנון נמשכת. מעניין לציין שהטרויאנים שונים במידה ניכרת מרוב האסטרואידים הראשיים בחגורה. יש להם משטח מט, צבע חום אדמדם, והם שייכים בעיקר למה שנקרא D-class. אלו הם אסטרואידים עם אלבדו נמוך מאוד, כלומר עם משטח רעיוני חלש. דומים להם ניתן למצוא רק באזורים החיצוניים של החגורה הראשית.

לא רק יופיטר יש סוסים טרויאניים; כוכבי לכת אחרים של מערכת השמש, כולל כדור הארץ (אך לא נוגה וכוכב חמה), מלווים גם הם את הטרויאנים, ומתקבצים בקרבת נקודות הלגרנז' שלהם L 4 , L 5 . האסטרואיד הטרויאני כדור הארץ 2010 TK7 התגלה בעזרת טלסקופ NEOWISE ממש לאחרונה - ב-2010. הוא נע לפני כדור הארץ, בעוד משרעת התנודות שלו ליד הנקודה L 4 גדולה מאוד: האסטרואיד מגיע לנקודה הפוכה לכדור הארץ בתנועה סביב השמש, ורחוק באופן יוצא דופן ממישור האקליפטיקה.

משרעת כה גדולה של תנודות מובילה להתקרבות אפשרית לכדור הארץ עד 20 מיליון קילומטרים. עם זאת, התנגשות עם כדור הארץ, לפחות ב-20,000 השנים הבאות, אינה נכללת לחלוטין. תנועתו של הטרויאני הארצי שונה מאוד מתנועתם של הטרויאנים של צדק, שאינם עוזבים את נקודות הלגראנג' שלהם למרחקים זוויתיים כה משמעותיים. אופי זה של התנועה מקשה על חלליות להגיע אליו, מכיוון שבגלל הנטייה המשמעותית של מסלולו של הטרויאני למישור האקליפטי, הגעה לאסטרואיד מכדור הארץ ונחיתה עליו דורשת מהירות אופיינית גבוהה מדי, וכתוצאה מכך, צריכת דלק גבוהה.

חגורת קויפרשוכן מחוץ למסלולו של נפטון ומשתרע על עד 120 AU. מהשמש. הוא קרוב למישור האקליפטיקה, מאוכלס במספר עצום של עצמים הכוללים קרח מים וגזים קפואים, ומשמש מקור למה שמכונה שביטים קצרי-תקופה. העצם הראשון מאזור זה התגלה בשנת 1992, ועד היום כבר התגלו יותר מ- 1300. מכיוון שגרמי השמיים של חגורת קויפר ממוקמים רחוק מאוד מהשמש, קשה לקבוע את גודלם. זה נעשה על בסיס מדידות של בהירות האור שהם מחזירים, והדיוק של החישוב תלוי עד כמה אנחנו יודעים את הערך של האלבדו שלהם. מדידות בתחום האינפרא אדום הרבה יותר אמינות, מכיוון שהן נותנות את רמות הקרינה העצמית של עצמים. נתונים כאלה הושגו על ידי טלסקופ החלל שפיצר עבור העצמים הגדולים ביותר בחגורת קויפר.

אחד החפצים המעניינים ביותר של החגורה הוא Haumea, הנקראת על שם אלת הפוריות וההולדה בהוואי; הוא חלק ממשפחה שנוצרה כתוצאה מהתנגשויות. נראה כי חפץ זה התנגש בעוד אחד מחצי הגודל. הפגיעה גרמה להתפזרות של גושי קרח גדולים וגרמה להאומאה להסתובב בפרק זמן של כארבע שעות. סיבוב כה מהיר נתן לו צורה של כדורגל אמריקאי או מלון. האומאה מלווה בשני לוויינים - הייאקה (הייאקה) ונמאקה (נמאקה).

לפי התיאוריות המקובלות כיום, כ-90% מהעצמים בחגורת קויפר נעים במסלולים מעגליים מרוחקים מעבר למסלולו של נפטון - שם נוצרו. כמה עשרות עצמים בחגורה זו (הם נקראים קנטאורים, כי, בהתאם למרחק לשמש, הם מתבטאים כאסטרואידים או כשביטים), ייתכן שנוצרו באזורים קרובים יותר לשמש, ולאחר מכן השפעת הכבידה של אורנוס ו נפטון העביר אותם למסלולים אליפטיים גבוהים עם אפליונים של עד 200 AU ונטיות גדולות. הם יצרו דיסק בעובי 10 AU, אבל הקצה החיצוני האמיתי של חגורת קויפר עדיין לא נקבע. לאחרונה, פלוטו וכרון נחשבו כדוגמאות היחידות לאובייקטים הגדולים ביותר של עולמות קפואים בחלק החיצוני של מערכת השמש. אבל ב-2005 התגלה גוף פלנטרי נוסף - אריס (על שם אלת המחלוקת היוונית), שקוטרו קטן מעט מקוטרו של פלוטו (בתחילה ההנחה היא שהוא גדול ב-10%. אריס נע במסלול עם פריהליון של 38 AU. ו-aphelion 98 a.u. יש לה לוויין קטן - Dysnomia (Dysnomia). בתחילה תוכנן אריס להיחשב לכוכב הלכת העשירי (אחרי פלוטו) במערכת השמש, אך במקום זאת, האיחוד האסטרונומי הבינלאומי הוציא את פלוטו מרשימת כוכבי הלכת, ויצר מעמד חדש בשם כוכבי לכת ננסיים, שכלל את פלוטו, אריס ו קרס. ההנחה היא כי בחגורת קויפר יש מאות אלפי גופות קפואות בקוטר של 100 קילומטרים ולפחות טריליון שביטים. עם זאת, עצמים אלה הם לרוב קטנים יחסית - 10–50 קילומטרים רוחב - ולא בהירים במיוחד. תקופת המהפכה שלהם סביב השמש היא מאות שנים, מה שמקשה מאוד על זיהוים. אם נסכים עם ההנחה שרק כ-35,000 עצמים בחגורת קויפר הם בקוטר של יותר מ-100 קילומטרים, אז המסה הכוללת שלהם גדולה פי כמה מאות ממסה של גופים בגודל זה מחגורת האסטרואידים הראשית. באוגוסט 2006 דווח כי ליקוי חמה על ידי עצמים קטנים נמצאו בארכיון נתוני הרנטגן של כוכב הנייטרונים Scorpio X-1. זה נתן בסיס לטענה שמספר העצמים של חגורת קויפר בגדלים של כ-100 מטר או יותר הוא כקוודריליון (10 15). בתחילה, בשלבים המוקדמים יותר של התפתחות מערכת השמש, המסה של עצמים בחגורת קויפר הייתה גדולה בהרבה מאשר כעת, מ-10 ל-50 מסות כדור הארץ. נכון לעכשיו, המסה הכוללת של כל גופי חגורת קויפר, כמו גם ענן אורט הממוקם אפילו רחוק יותר מהשמש, קטנה בהרבה ממסת הירח. כפי שמראות הדמיות מחשב, כמעט כל המסה של הדיסק הקדמון מעבר ל-70 AU. אבד עקב התנגשויות שנגרמו על ידי נפטון, שהובילו לכרסום עצמים של חגורה לאבק, שנסחף לחלל הבין-כוכבי על ידי רוח השמש. כל הגופים הללו מעוררים עניין רב, שכן ההנחה היא שהם נשתמרו בצורתם המקורית מאז היווצרות מערכת השמש.

ענן אורטמכיל את העצמים הרחוקים ביותר במערכת השמש. זהו אזור כדורי המשתרע על פני מרחקים בין 5,000 ל-100,000 AU. מהשמש ונחשב כמקור לשביטים ארוכי תקופה המגיעים לאזור הפנימי של מערכת השמש. הענן עצמו לא נצפה באופן אינסטרומנטלי עד 2003. במרץ 2004, צוות אסטרונומים הכריז על גילוי של עצם דמוי כוכב לכת המקיף את השמש במרחק שיא, כלומר יש לו טמפרטורה קרה ייחודית.

עצם זה (2003VB12), הקרוי סדנה על שם האלה האסקימואית המעניקה חיים לתושבי מעמקי הים הארקטי, מתקרב לשמש לזמן קצר מאוד, נע במסלול אליפטי מוארך מאוד עם תקופה של 10,500 שנים. אבל גם בזמן ההתקרבות לשמש, סדנה לא מגיעה לגבול החיצוני של חגורת קויפר, שנמצאת ב-55 AU. מהשמש: מסלולו נמצא בין 76 (פריהליון) ל-1000 (אפליון) AU. זה אפשר למגלי סדנה לייחס אותו לגוף השמימי הנצפה הראשון מענן אורט, שנמצא כל הזמן מחוץ לחגורת קויפר.

על פי מאפיינים ספקטרליים, הסיווג הפשוט ביותר מחלק את האסטרואידים לשלוש קבוצות:
C - פחמן (75% ידוע),
S - סיליקון (17% ידוע),
U - לא נכלל בשתי הקבוצות הראשונות.

כיום, הסיווג הנ"ל הולך ומתרחב ומתפרט, כולל קבוצות חדשות. עד 2002, מספרם גדל ל-24. דוגמה לקבוצה חדשה היא מחלקה M של אסטרואידים מתכתיים בעיקר. עם זאת, יש לקחת בחשבון שסיווג האסטרואידים לפי המאפיינים הספקטרליים של פני השטח שלהם הוא משימה קשה מאוד. לאסטרואידים מאותה מחלקה אין בהכרח הרכבים כימיים זהים.

משימות חלל לאסטרואידים

אסטרואידים קטנים מדי למחקר מפורט עם טלסקופים קרקעיים. ניתן לצלם אותם באמצעות מכ"ם, אך לשם כך עליהם לטוס קרוב מספיק לכדור הארץ. שיטה מעניינת למדי לקביעת גודלם של אסטרואידים היא תצפית על הסתרים של כוכבים על ידי אסטרואידים ממספר נקודות לאורך הנתיב בנקודת כוכב ישירה - אסטרואיד - על פני כדור הארץ. השיטה מורכבת מכך שלפי המסלול הידוע של האסטרואיד מחושבות נקודות החיתוך של כיוון הכוכב-אסטרואיד עם כדור הארץ, ולאורך נתיב זה במרחקים מסוימים ממנו, הנקבעים לפי גודלו המשוער של האסטרואיד. , מותקנים טלסקופים שעוקבים אחר הכוכב. בשלב מסוים, האסטרואיד מטשטש את הכוכב, הוא נעלם עבור הצופה, ואז מופיע שוב. משך זמן ההצללה ומהירותו הידועה של האסטרואיד נקבע קוטרו ובאמצעות כמות מספקת של צופים ניתן לקבל גם את צללית האסטרואיד. יש כיום קהילה של אסטרונומים חובבים שמבצעים בהצלחה מדידות מתואמות.

טיסות של חלליות לאסטרואידים פותחות הזדמנויות רבות יותר למחקר שלהם. האסטרואיד (951 Gaspra) צולם לראשונה על ידי חללית גלילאו בשנת 1991 בדרכה לצדק, ולאחר מכן בשנת 1993 הוא לקח את האסטרואיד 243 Ida ואת הלוויין שלו Dactyl. אבל זה נעשה, כביכול, אגב.

החללית הראשונה שתוכננה במיוחד לחקר אסטרואידים הייתה NEAR Shoemaker, שצילמה את האסטרואיד 253 Matilda ולאחר מכן יצאה למסלול סביב 433 ארוס עם נחיתה על פני השטח שלו ב-2001. אני חייב לומר שהנחיתה לא תוכננה במקור, אבל לאחר מחקר מוצלח של האסטרואיד הזה ממסלול הלוויין שלו, הם החליטו לנסות לבצע נחיתה רכה. למרות שהמכשיר לא היה מצויד בהתקני נחיתה ומערכת הבקרה שלו לא סיפקה פעולות כאלה, הפקודות מכדור הארץ הצליחו להנחית את המכשיר, ומערכותיו המשיכו לתפקד על פני השטח. בנוסף, הטיסה של מטילדה אפשרה לא רק לקבל סדרה של תמונות, אלא גם לקבוע את מסת האסטרואיד מההפרעה במסלול המנגנון.

כמשימה אגבית (במהלך ביצוע העיקרית), חקר מנגנון החלל העמוק את האסטרואיד 9969 ברייל בשנת 1999 ואת מנגנון אבק הכוכבים, האסטרואיד 5535 אנאפרנק.

בעזרת מנגנון הייבוס היפני (מתורגם כ"נץ") ביוני 2010, ניתן היה להחזיר דגימות קרקע לכדור הארץ מפני השטח של האסטרואיד 25 143 Itokawa, השייך לאסטרואידים קרובי כדור הארץ (אפולו) ממעמד הספקטרלי. S (סיליקון). בתצלום האסטרואיד ניתן לראות שטח טרשי עם הרבה סלעים ואבני מרצפות, שלמעלה מ-1000 מהן בקוטר של יותר מ-5 מטרים, וחלקן בגודל של עד 50 מטרים. נחזור לתכונה זו של איטוקאווה מאוחר יותר.

החללית "רוזטה", ששוגרה על ידי סוכנות החלל האירופית ב-2004 אל השביט צ'וריומוב-גרסימנקו, הנחיתה בהצלחה את מודול פילה על גרעיןו ב-12 בנובמבר 2014. לאורך הדרך, החללית טסה סביב האסטרואידים 2867 Steins ב-2008 ו-21 Lutetia ב-2010. המכשיר קיבל את שמו משמה של האבן (רוזטה) שנמצאה במצרים על ידי חיילי נפוליאון ליד העיר העתיקה רוזטה באי פילה הנילוס, שהעניקה לנחתת את שמה. טקסטים בשתי שפות מגולפים על האבן: מצרית עתיקה ויוונית עתיקה, שנתנו את המפתח לחשיפת סודות הציוויליזציה של המצרים הקדמונים - פענוח הירוגליפים. בבחירת שמות היסטוריים, הדגישו מפתחי הפרויקט את מטרת המשימה - לחשוף את סודות המקור וההתפתחות של מערכת השמש.

המשימה מעניינת מכיוון שבזמן הנחיתה של מודול פילה על פני גרעין השביט, הוא היה רחוק מהשמש ולכן לא היה פעיל. כשהיא מתקרבת לשמש, פני השטח של הליבה מתחממים ומתחילה פליטת גזים ואבק. ניתן לצפות בהתפתחותם של כל התהליכים הללו, בהיותם במרכז האירועים.

מעניינת מאוד היא המשימה המתמשכת Dawn (Dawn), שבוצעה במסגרת תוכנית נאס"א. המכשיר שוגר ב-2007, הגיע לאסטרואיד וסטה ביולי 2011, ואז הועבר למסלול הלוויין שלו וביצע שם מחקר עד ספטמבר 2012. נכון לעכשיו, המכשיר נמצא בדרכו לאסטרואיד הגדול ביותר - Ceres. עליו מדחף יונים רקטי חשמלי. יעילותו, שנקבעת על פי מהירות פקיעת נוזל העבודה (קסנון), גבוהה כמעט בסדר גודל מהיעילות של מנועים כימיים מסורתיים (ראה "מדע וחיים" מס' 9, 1999, מאמר "קטר חשמלי בחלל החלל "). זה איפשר לטוס ממסלול הלוויין של אסטרואיד אחד למסלול הלוויין של אחר. למרות שהאסטרואידים וסטה וקרס נעים במסלולים קרובים למדי של חגורת האסטרואידים הראשית והם הגדולים ביותר בה, הם שונים מאוד במאפיינים הפיזיקליים. אם וסטה היא אסטרואיד "יבש", אז לסרס, על פי תצפיות קרקעיות, יש מים, כיפות קרח עונתיות של קוטבי מים ואפילו שכבה דקה מאוד של האטמוספירה.

הסינים גם תרמו לחקר האסטרואידים על ידי שליחת החללית Chang'e שלהם לאסטרואיד 4179 Tautatis. הוא צילם סדרת תצלומים של פני השטח שלו, בעוד שמרחק הטיסה המינימלי היה 3.2 קילומטרים בלבד; עם זאת, הזריקה הטובה ביותר צולמה במרחק של 47 קילומטרים. התמונות מראות כי לאסטרואיד יש צורה מוארכת לא סדירה - 4.6 קילומטרים באורך ו-2.1 קילומטרים בקוטר. המסה של האסטרואיד היא 50 מיליארד טון, התכונה המוזרה שלו היא הצפיפות המאוד לא אחידה שלו. לחלק אחד מנפח האסטרואיד יש צפיפות של 1.95 גרם/ס"מ 3, לחלק השני - 2.25 גרם/ס"מ 3 . בהקשר זה, הוצע כי טאוטאטיס נוצר כתוצאה מאיחוד של שני אסטרואידים.

באשר למשימות אסטרואידים בעתיד הקרוב, אפשר להתחיל עם סוכנות התעופה והחלל היפנית, שמתכננת להמשיך את תוכנית המחקר שלה עם שיגור החללית Hyabus-2 ב-2015, במטרה להחזיר דגימות קרקע מהאסטרואיד 1999 JU3 לכדור הארץ. בשנת 2020. האסטרואיד שייך למחלקה הספקטרלית C, נמצא במסלול שחוצה את מסלול כדור הארץ, האפליון שלו כמעט מגיע למסלול של מאדים.

שנה לאחר מכן, כלומר ב-2016, מתחיל פרויקט OSIRIS-Rex של נאס"א, שמטרתו להחזיר אדמה מפני השטח של האסטרואיד הקרוב לכדור הארץ 1999 RQ36, שנקרא לאחרונה Bennu ושויך למחלקה ספקטרלית C. זה תכנן שהמכשיר יגיע לאסטרואיד ב-2018 וב-2023 יעביר 59 גרם מהסלע שלו לכדור הארץ.

לאחר שממנו את כל הפרויקטים הללו, אי אפשר שלא להזכיר אסטרואיד במשקל של כ-13,000 טון, שנפל ליד צ'ליאבינסק ב-15 בפברואר 2013, כאילו מאשש את הצהרתו של המומחה האמריקאי המפורסם לבעיית האסטרואידים דונלד יומנס: "אם נעשה זאת. לא לטוס לאסטרואידים, אז הם טסים אלינו". זה הדגיש את החשיבות של היבט נוסף בחקר האסטרואידים - מפגע האסטרואידים ופתרון בעיות הקשורות לאפשרות של התנגשות אסטרואידים בכדור הארץ.

דרך מאוד לא צפויה לחקור אסטרואידים הוצעה על ידי משימת ההפניה של אסטרואידים, או, כפי שהיא מכונה, פרויקט Keck. הרעיון שלו פותח על ידי מכון קק לחקר החלל בפסדינה (קליפורניה). וויליאם מיירון קק הוא פילנתרופ אמריקאי ידוע שייסד את קרן המחקר המדעי של ארה"ב ב-1954. בפרויקט הונח כתנאי ראשוני שמשימת חקר האסטרואיד תיפתר בהשתתפות אדם, כלומר יש לאייש את המשימה לאסטרואיד. אבל במקרה זה, משך הטיסה כולה עם החזרה לכדור הארץ יהיה בהכרח לפחות מספר חודשים. ומה שהכי לא נעים למשלחת מאוישת, במקרה חירום, אי אפשר לצמצם את הזמן הזה למגבלות מקובלות. לכן, הוצע, במקום לטוס לאסטרואיד, לעשות את ההיפך: להעביר, באמצעות כלי רכב בלתי מאוישים, את האסטרואיד לכדור הארץ. אבל לא אל פני השטח, כפי שקרה עם האסטרואיד צ'ליאבינסק, אלא למסלול דומה לזה הירח, ולשלוח חללית מאוישת לאסטרואיד שהתקרב. הספינה הזו תתקרב אליה, תלכוד אותה, והאסטרונאוטים יחקרו אותה, ייקחו דגימות סלעים ויעבירו אותן לכדור הארץ. ובמקרה חירום, אסטרונאוטים יוכלו לחזור לכדור הארץ תוך שבוע. מכיוון שהמועמד העיקרי לתפקיד האסטרואיד נע בדרך זו, נאס"א כבר בחרה באסטרואיד קרוב לכדור הארץ 2011 MD, השייך לקופידונים. קוטרו הוא בין 7 ל-15 מטרים, הצפיפות היא 1 גרם/ס"מ 3, כלומר, הוא יכול להיראות כמו ערימת הריסות רופפת במשקל של כ-500 טון. מסלולו קרוב מאוד למסלול כדור הארץ, נוטה לאקליפטיקה ב-2.5 מעלות, והתקופה היא 396.5 ימים, המקבילים לציר חצי ראשי של 1.056 AU. מעניין לציין שהאסטרואיד התגלה ב-22 ביוני 2011, וב-27 ביוני הוא טס קרוב מאוד לכדור הארץ - 12,000 קילומטרים בלבד.

משימה ללכידת אסטרואיד במסלול לווייני כדור הארץ מתוכננת לתחילת שנות ה-20. החללית, שנועדה ללכוד את האסטרואיד ולהעבירו למסלול חדש, תצויד בדחפים חשמליים של קסנון. הפעולות לשינוי מסלול האסטרואיד כוללות גם תמרון כבידה ליד הירח. מהות התמרון הזה היא לשלוט בתנועה בעזרת מנועי רקטות חשמליים, שיבטיחו את המעבר של קרבת הירח. במקביל, עקב השפעת שדה הכבידה שלו, מהירות האסטרואיד משתנה מההיפרבולית הראשונית (כלומר, המובילה ליציאה משדה הכבידה של כדור הארץ) למהירות הלוויין של כדור הארץ.

היווצרות והתפתחות של אסטרואידים

כפי שכבר הוזכר בסעיף תולדות גילוי האסטרואידים, הראשונים שבהם התגלו במהלך החיפוש אחר כוכב לכת היפותטי, שעל פי חוק בודה (המוכר כיום כשגוי), היה צריך להיות במסלול בין מאדים וצדק. התברר שיש חגורת אסטרואידים ליד מסלולו של כוכב הלכת שלא התגלה. זה שימש בסיס לבניית השערה, לפיה חגורה זו נוצרה כתוצאה מהרס שלה.

כוכב הלכת נקרא פאטון על שם בנו של אל השמש היווני העתיק הליוס. חישובים המדמים את תהליך ההרס של פיטון לא אישרו השערה זו על כל סוגיה, החל מקרע בכוכב הלכת על ידי כוח המשיכה של צדק ומאדים וכלה בהתנגשות בגוף שמימי אחר.

היווצרות ואבולוציה של אסטרואידים יכולים להיחשב רק כמרכיב של תהליכי הופעתה של מערכת השמש כולה. כיום, התיאוריה המקובלת מציעה שמערכת השמש נוצרה מהצטברות ראשונית של גז ואבק. מהצביר נוצרה דיסק, שחוסר ההומוגניות שלו הוביל להופעתם של כוכבי לכת וגופים קטנים של מערכת השמש. השערה זו נתמכת בתצפיות אסטרונומיות מודרניות, המאפשרות לזהות התפתחות של מערכות פלנטריות של כוכבים צעירים בשלביהם המוקדמים. גם מודלים ממוחשבים מאשרים זאת, בונים תמונות הדומות באופן מפתיע לתמונות של מערכות פלנטריות בשלבים מסוימים של התפתחותן.

בשלב הראשוני של היווצרות כוכבי הלכת, עלו מה שנקרא פלנטזימלים - ה"עוברים" של כוכבי הלכת, שעליהם נדבק אז אבק עקב השפעת הכבידה. כדוגמה לשלב ראשוני כזה של היווצרות כוכבי הלכת, מציינים את האסטרואיד Lutetia. האסטרואיד הגדול למדי הזה, שקוטרו מגיע ל-130 קילומטרים, מורכב מחלק מוצק ושכבת אבק עבה (עד קילומטר) הנצמדת, כמו גם סלעים מפוזרים על פני השטח. ככל שהמסה של פרוטו-כוכבי הלכת גדלה, גבר כוח המשיכה וכתוצאה מכך כוח הדחיסה של הגוף השמימי שנוצר. חלה התחממות של החומר והמסתו, שהובילה לריבוד של פרוטופלנט לפי צפיפות החומרים שלו, ולמעבר של הגוף לצורה כדורית. רוב החוקרים נוטים להשערה שבמהלך השלבים הראשוניים של התפתחות מערכת השמש נוצרו הרבה יותר פרוטופלנטות מאשר כוכבי הלכת וגרמי השמיים הקטנים הנצפים כיום. באותו זמן, ענקי הגז שנוצרו - צדק ושבתאי - נדדו לתוך המערכת, קרוב יותר לשמש. זה הכניס אי סדר משמעותי בתנועת הגופים המתעוררים של מערכת השמש וגרם להתפתחות של תהליך שנקרא תקופת ההפצצות הכבדות. כתוצאה מהשפעות תהודה בעיקר מיופיטר, חלק מגרמי השמיים שנוצרו נפלט אל פאתי המערכת, וחלק הושלך אל השמש. תהליך זה נמשך לפני 4.1 ל-3.8 מיליארד שנים. עקבות התקופה, המכונה השלב המאוחר של הפצצות כבדות, נותרו בצורת מכתשי פגיעה רבים על הירח ועל מרקורי. אותו דבר קרה עם היווצרותם של גופים בין מאדים לצדק: תדירות ההתנגשויות ביניהם הייתה גבוהה מספיק כדי למנוע מהם להפוך לעצמים גדולים וסדירים יותר ממה שאנו רואים כיום. ההנחה היא שביניהם יש שברי גופים שעברו שלבים מסוימים של אבולוציה, ולאחר מכן התפצלו במהלך התנגשויות, כמו גם עצמים שלא הספיקו להפוך לחלקים מגופים גדולים יותר, ובכך מייצגים דוגמאות של תצורות עתיקות יותר. . כפי שהוזכר לעיל, האסטרואיד Lutetia הוא בדיוק מדגם כזה. זה אושר על ידי מחקרים על האסטרואיד שבוצעו על ידי החללית רוזטה, כולל ירי במהלך טיסה קרובה ביולי 2010.

לפיכך, יופיטר ממלא תפקיד משמעותי בהתפתחות חגורת האסטרואידים הראשית. בשל השפעתו הגרביטציונית, השגנו את התמונה הנצפית כיום של התפלגות האסטרואידים בתוך החגורה הראשית. באשר לחגורת קויפר, השפעתו של נפטון מתווספת לתפקידו של צדק, מה שמוביל לפליטה של ​​עצמים שמימיים לאזור מרוחק זה של מערכת השמש. ההנחה היא שהשפעת כוכבי הלכת הענקיים משתרעת על ענן אורט מרוחק אף יותר, אשר, עם זאת, נוצר קרוב יותר לשמש מכפי שהוא כעת. בשלבים המוקדמים של האבולוציה של התקרבות לכוכבי הלכת הענקיים, העצמים הקדמוניים (פלנטזימלים) בתנועתם הטבעית ביצעו את מה שאנו מכנים תמרוני כבידה, והשלימו את החלל המיוחס לענן אורט. בהיותם במרחק כה גדול מהשמש, הם נתונים גם להשפעת הכוכבים של הגלקסיה שלנו - שביל החלב, מה שמוביל למעבר הכאוטי שלהם למסלול החזרה לאזור הקרוב של החלל הסובב השמש. אנו צופים בכוכבי הלכת הללו כשביטים ארוכי טווח. כדוגמה, אפשר להצביע על השביט הבהיר ביותר של המאה ה-20 - השביט הייל-בופ, שהתגלה ב-23 ביולי 1995 והגיע לפריהליון ב-1997. תקופת המהפכה שלו סביב השמש היא 2534 שנים, והאפליון נמצא במרחק של 185 AU. מהשמש.

מפגע אסטרואיד-שביט

מכתשים רבים על פני הירח, מרקורי וגופים אחרים של מערכת השמש מוזכרים לעתים קרובות כהמחשה לרמת המפגע של אסטרואיד-שביט עבור כדור הארץ. אך התייחסות כזו אינה נכונה לחלוטין, שכן רובם המכריע של המכתשים הללו נוצרו במהלך "תקופת ההפצצות הכבדות". אף על פי כן, על פני כדור הארץ, באמצעות טכנולוגיות חדישות, כולל ניתוח צילומי לוויין, ניתן לזהות עקבות של התנגשויות עם אסטרואידים, השייכים לתקופות מאוחרות בהרבה של התפתחות מערכת השמש. המכתש הגדול והעתיק ביותר הידוע, Vredefort, נמצא בדרום אפריקה. קוטרו כ-250 קילומטרים, גילו מוערך בשני מיליארד שנים.

מכתש Chicxulub על חוף חצי האי יוקטן במקסיקו נוצר לאחר פגיעת אסטרואיד לפני 65 מיליון שנה, שווה ערך לאנרגיה של פיצוץ של 100 טרטון (10 12 טון) של TNT. כיום מאמינים כי הכחדת הדינוזאורים הייתה תוצאה של אירוע קטסטרופלי זה, שגרם לצונאמי, רעידות אדמה, התפרצויות געשיות ושינויי אקלים עקב שכבת האבק שנוצרה באטמוספירה שכיסתה את השמש. אחד הצעירים - Barringer Crater - ממוקם במדבר של אריזונה, ארה"ב. קוטרו 1200 מטר, עומקו 175 מטר. הוא צמח לפני 50 אלף שנה כתוצאה מפגיעת מטאוריט ברזל בקוטר של כ-50 מטר ומסה של כמה מאות אלפי טונות.

בסך הכל, ישנם כיום כ-170 מכתשי פגיעה שנוצרו בעקבות נפילת גרמי השמיים. האירוע ליד צ'ליאבינסק משך את מרבית תשומת הלב, כאשר ב-15 בפברואר 2013 נכנס לאסטרואיד באזור זה אסטרואיד, שגודלו נאמד בכ-17 מטרים ומסה של 13,000 טון. הוא התפוצץ באוויר בגובה של 20 קילומטרים, חלקו הגדול ביותר במשקל 600 קילוגרם נפל לתוך אגם צ'בארקול.

נפילתו לא הביאה לנפגעים, ההרס היה מורגש, אך לא קטסטרופלי: זכוכית נשברה על שטח עצום למדי, גג מפעל האבץ בצ'ליאבינסק קרס, כ-1,500 בני אדם נפצעו משברי זכוכית. מאמינים שהקטסטרופה לא התרחשה בגלל אלמנט המזל: מסלול נפילת המטאוריט היה עדין, אחרת ההשלכות היו קשות הרבה יותר. אנרגיית הפיצוץ שווה ערך ל-0.5 מגהטון של TNT, המקביל ל-30 פצצות שהוטלו על הירושימה. האסטרואיד צ'ליאבינסק הפך לאירוע המפורט ביותר בסדר גודל כזה לאחר פיצוץ המטאוריט טונגוסקה ב-17 ביוני (30), 1908. על פי הערכות מודרניות, נפילת גרמי שמיים, כמו צ'ליאבינסק, ברחבי העולם מתרחשת בערך אחת למאה שנים. באשר לאירוע טונגוסקה, כאשר עצים נשרפו ונכרתו על פני שטח של 50 ק"מ בקוטר כתוצאה מפיצוץ בגובה של 18 ק"מ באנרגיה של 10-15 מגה-טון של TNT, אסונות כאלה קורים בערך פעם אחת כל 300 שנה. עם זאת, ישנם מקרים בהם גופים קטנים יותר, שהתנגשו בכדור הארץ לעתים קרובות יותר מאלו שהוזכרו, גרמו לנזק ניכר. דוגמה לכך היא אסטרואיד באורך ארבעה מטרים שנפל בסיכוטה-אלין צפונית מזרחית לולדיווסטוק ב-12 בפברואר 1947. למרות שהאסטרואיד היה קטן, הוא הורכב כמעט כולו מברזל והתברר כמטאוריטי הברזל הגדולים ביותר שנצפו אי פעם על פני כדור הארץ. בגובה של 5 קילומטרים הוא התפוצץ, וההבזק היה בהיר יותר מהשמש. שטח מוקד הפיצוץ (הקרנתו על פני כדור הארץ) לא היה מיושב, אך בשטח בקוטר של 2 קילומטרים נפגע היער ונוצרו למעלה ממאה מכתשים בקוטר של עד 26 מטר. . אם חפץ כזה ייפול על עיר גדולה, מאות ואף אלפי אנשים ימותו.

יחד עם זאת, די ברור שהסבירות למוות של אדם מסוים כתוצאה מנפילת אסטרואיד נמוכה מאוד. זה לא שולל את האפשרות שיעברו מאות שנים ללא נפגעים משמעותיים, ואז נפילת אסטרואיד גדול תוביל למותם של מיליוני אנשים. בשולחן. 1 מציג את ההסתברויות לפגיעת אסטרואיד, בקורלציה עם שיעור התמותה מאירועים אחרים.

לא ידוע מתי תתרחש פגיעת האסטרואיד הבאה, דומה או חמורה יותר בהשלכותיה לאירוע צ'ליאבינסק. זה עשוי ליפול בעוד 20 שנה, ובעוד כמה מאות שנים, אבל זה עשוי גם מחר. קבלת אזהרה מוקדמת על אירוע כמו אירוע צ'ליאבינסק היא לא רק רצויה - יש צורך להסיט ביעילות עצמים שעלולים להיות מסוכנים הגדולים מ- נגיד, 50 מטר. באשר להתנגשויות עם כדור הארץ של אסטרואידים קטנים יותר, אירועים אלה קורים לעתים קרובות יותר ממה שאנו חושבים: בערך פעם בשבועיים. זה מומחש על ידי המפה לעיל של נפילת אסטרואידים בגודל של מטר או יותר במהלך עשרים השנים האחרונות, שהוכנה על ידי נאס"א.

.

שיטות להסטת עצמים שעלולים להיות מסוכנים ליד כדור הארץ

הגילוי ב-2004 של האסטרואיד אפופיס, שהסבירות שלו להתנגשות בכדור הארץ ב-2036 נחשבה אז גבוהה למדי, הובילה לעלייה משמעותית בעניין בבעיית ההגנה על אסטרואידים-שביטים. הושקה עבודה לאיתור וקטלוג עצמים שמימיים מסוכנים, ותוכניות מחקר הושקו לפתרון בעיית מניעת התנגשויותיהם בכדור הארץ. כתוצאה מכך, מספר האסטרואידים והשביטים שנמצאו גדל באופן דרמטי, כך שעד עכשיו התגלו יותר מהם ממה שהיה ידוע לפני תחילת העבודה על התוכנית. הוצעו גם שיטות שונות להסטת אסטרואידים ממסלולי הפגיעה בכדור הארץ, כולל אקזוטיות למדי. למשל, ציפוי משטחים של אסטרואידים מסוכנים בצבע שישנה את מאפייני ההחזר שלהם, מה שיוביל להסטה הנדרשת של מסלול האסטרואיד בגלל לחץ אור השמש. המחקר נמשך על דרכים לשנות מסלולים של עצמים מסוכנים על ידי התנגשות בחללית איתם. נראה שהשיטות האחרונות מבטיחות למדי ואינן מצריכות שימוש בטכנולוגיות החורגות מיכולותיה של טכנולוגיית רקטות וחלל מודרניות. עם זאת, היעילות שלהם מוגבלת על ידי המסה של חללית הבייתה. עבור המוביל הרוסי החזק ביותר Proton-M, זה לא יכול לעלות על 5-6 טון.

הבה נאמוד את השינוי במהירות, למשל, של אפופיס, שהמסה שלו היא כ-40 מיליון טון: התנגשות בו של חללית במשקל 5 טון במהירות יחסית של 10 קמ"ש תיתן 1.25 מילימטרים לשנייה. אם השביתה מועברת הרבה לפני ההתנגשות הצפויה, אפשר ליצור את הסטייה הנדרשת, אבל "הזמן הארוך" הזה יהיה עשורים רבים. כרגע לא ניתן לחזות את מסלול האסטרואיד עד כה בדיוק מקובל, במיוחד בהתחשב בכך שקיימת אי ודאות בהכרת הפרמטרים של דינמיקת הפגיעה וכתוצאה מכך, בהערכת השינוי הצפוי בוקטור המהירות של האסטרואיד. לפיכך, כדי להסיט אסטרואיד מסוכן מהתנגשות עם כדור הארץ, נדרש למצוא הזדמנות לכוון אליו טיל מסיבי יותר. ככזה, אנו יכולים להציע אסטרואיד נוסף עם מסה העולה משמעותית על מסת החללית, נניח 1500 טון. אבל כדי לשלוט בתנועתו של אסטרואיד כזה, יידרש יותר מדי דלק כדי להוציא את הרעיון לפועל. לכן, לצורך השינוי הנדרש במסלולו של האסטרואיד-קליע, הוצע להשתמש במה שנקרא תמרון כבידה, שאינו מצריך כל צריכת דלק בפני עצמה.

תמרון כבידה מובן כטיסה של עצם חלל (במקרה שלנו, קליע אסטרואיד) של גוף מסיבי למדי - כדור הארץ, נוגה, כוכבי לכת אחרים של מערכת השמש, כמו גם הלוויינים שלהם. משמעות התמרון נעוצה בבחירה כזו של פרמטרי המסלול ביחס לגוף המעופף (גובה, מיקום התחלתי ווקטור מהירות), שיאפשרו, בשל השפעתו הכבידה, לשנות את מסלולו של עצם (ב במקרה שלנו, אסטרואיד) סביב השמש כך שהוא יהיה על מסלול ההתנגשות. במילים אחרות, במקום להקנות דחף מהירות לעצם נשלט בעזרת מנוע רקטי, אנו מקבלים את הדחף הזה עקב המשיכה של כוכב הלכת, או כפי שהוא נקרא גם אפקט הקלע. יתרה מכך, גודל הדחף יכול להיות משמעותי - 5 קמ"ש או יותר. כדי ליצור אותו עם מנוע רקטי סטנדרטי, יש צורך להוציא כמות דלק שהיא פי 3.5 מהמסה של המנגנון. ולשיטת התמרון הגרביטציוני, יש צורך בדלק רק כדי להביא את המכשיר למסלול התמרון המחושב, מה שמפחית את צריכתו בשני סדרי גודל. יש לציין כי שיטה זו לשינוי מסלולי החללית אינה חדשה: היא הוצעה בתחילת שנות השלושים של המאה הקודמת על ידי חלוץ טכנולוגיית הטילים הסובייטית F.A. זנדר. כיום, טכניקה זו נמצאת בשימוש נרחב בתרגול של טיסות לחלל. די להזכיר פעם נוספת, למשל, את החללית האירופית רוזטה: במהלך משימה של עשר שנים היא ביצעה שלושה תמרוני כבידה ליד כדור הארץ ואחד ליד מאדים. אפשר להיזכר בחללית הסובייטית Vega-1 ו-Vega-2, שהקיפה לראשונה את השביט של האלי - בדרך אליה ביצעו תמרוני כבידה באמצעות שדה הכבידה של נוגה. כדי להגיע לפלוטו ב-2015, החללית New Horizons של נאס"א השתמשה בתמרון בשדה של צדק. רשימת המשימות המשתמשות בסיוע כוח המשיכה רחוקה מלהיות ממצה עם הדוגמאות הללו.

השימוש בתמרון כבידה כדי להנחות אסטרואידים קטנים יחסית קרובי כדור הארץ לעצמים שמימיים מסוכנים כדי לסטות ממסלול ההתנגשות עם כדור הארץ הוצע על ידי צוות המכון לחקר החלל של האקדמיה הרוסית למדעים בכנס בינלאומי בנושא הבעיה של מפגע אסטרואידים, שאורגנה במלטה ב-2009. ובשנה שלאחר מכן הופיע פרסום בכתב עת המתאר את המושג הזה ומצדיק אותו.

כדי לאשר את היתכנות הרעיון, האסטרואיד אפופיס נבחר כדוגמה לעצם שמימי מסוכן.

בתחילה, הם קיבלו את התנאי שהסכנה של אסטרואיד מבוססת כעשר שנים לפני התנגשותו לכאורה בכדור הארץ. בהתאם לכך, נבנה תרחיש סטיית האסטרואיד מהמסלול העובר בו. קודם כל, מתוך רשימת האסטרואידים הקרובים לכדור הארץ שמסלוליהם ידועים, נבחר אחד, שיועבר לסביבת כדור הארץ למסלול המתאים לביצוע תמרון כבידה המבטיח שהאסטרואיד יפגע באפופיס לא יאוחר מ- 2035. כקריטריון בחירה, לקחנו את גודל דחף המהירות שיש לתקשר לאסטרואיד כדי להעביר אותו למסלול כזה. הדחף המרבי המותר היה 20 מ"ש. לאחר מכן, בוצע ניתוח מספרי של פעולות אפשריות להנחיית האסטרואיד לאפופיס בהתאם לתרחיש הטיסה הבא.

לאחר שיגור היחידה הראשית של רכב השיגור Proton-M למסלול נמוך של כדור הארץ בעזרת יחידת הבוסטר Breeze-M, החללית מועברת לנתיב הטיסה לאסטרואיד הקליע עם נחיתה על פניו לאחר מכן. המכשיר מקובע על פני השטח ונע יחד עם האסטרואיד עד לנקודה שבה הוא מדליק את המנוע, מעניק דחף לאסטרואיד, מעביר אותו למסלול המחושב של תמרון הכבידה - טיסה סביב כדור הארץ. בתהליך התנועה נלקחות המדידות הדרושות לקביעת פרמטרי התנועה הן של אסטרואיד המטרה והן של אסטרואיד הקליע. בהתבסס על תוצאות המדידה, מסלול הקליע מחושב ומתוקן. בעזרת מערכת ההנעה של המנגנון ניתנים לאסטרואיד דחפי מהירות המתקנים טעויות בפרמטרים של מסלול התנועה לעבר המטרה. אותן פעולות מתבצעות במסלול הטיסה של החללית לאסטרואיד הקליע. הפרמטר המרכזי בפיתוח וייעול התרחיש הוא דחף המהירות שיש להקנות לאסטרואיד הקליע. עבור מועמדים לתפקיד זה, נקבעים תאריכי הודעת הדחף, הגעת האסטרואיד לכדור הארץ והפגיעה באובייקט מסוכן. פרמטרים אלו נבחרים בצורה כזו שהתנופה המוענקת לאסטרואיד הקליע היא מינימלית. בתהליך המחקר נותחה כל רשימת האסטרואידים כמועמדים, שהפרמטרים המסלוליים שלהם ידועים כיום - ישנם כ-11,000 מהם.

כתוצאה מחישובים נמצאו חמישה אסטרואידים, שמאפייניהם, כולל גדלים, מפורטים בטבלה. 2. הוא נפגע על ידי אסטרואידים, שמידותיהם עולים משמעותית על הערכים התואמים למסה המקסימלית המותרת: 1500–2000 טון. בהקשר זה יש להעיר שתי הערות. ראשית, רשימה רחוקה מלהיות מלאה של אסטרואידים קרובי כדור הארץ (11,000) שימשה לניתוח, בעוד שלפי הערכות מודרניות, ישנם לפחות 100,000 מהם. סלעים על פני השטח שלו, שהמסה שלהם מתאימה לגבולות המצוינים. (אנחנו יכולים להיזכר באסטרואיד איטוקאווה). שימו לב שדווקא גישה זו מוערכת כמציאותית בפרויקט האמריקאי להעברת אסטרואיד קטן למסלול הירח. מתוך טבלה. 2 ניתן לראות שדחף המהירות הקטן ביותר - רק 2.38 מטר לשנייה - נחוץ אם האסטרואיד 2006 XV4 משמש כטיל. נכון, הוא עצמו גדול מדי וחורג מהמגבלה המשוערת של 1500 טון. אבל אם אתה משתמש בשבר או בסלע שלו על פני השטח עם מסה כזו (אם בכלל), אז הדחף המצוין יצור מנוע רקטי סטנדרטי עם מהירות פליטת גז של 3200 מ"ש, המוציא 1.2 טון דלק. חישובים הראו שניתן להנחית מכשיר עם מסה כוללת של יותר מ-4.5 טון על פני האסטרואיד הזה, ולכן אספקת הדלק לא תיצור בעיות. והשימוש במנוע רקטי חשמלי יפחית את צריכת הדלק (ליתר דיוק, נוזל העבודה) ל-110 קילוגרם.

עם זאת, יש לקחת בחשבון שהנתונים המופיעים בטבלה על דחפי המהירות הנדרשים מתייחסים למקרה האידיאלי, כאשר השינוי הנדרש בוקטור המהירות מתממש באופן מוחלט. למעשה, זה לא המקרה, וכפי שכבר צוין, יש צורך באספקה ​​של נוזל עבודה לתיקוני מסלול. עם הדיוקים שהושגו עד כה, התיקון עשוי לדרוש סך של עד 30 מ' לשנייה, החורג מהערכים הנומינליים של גודל השינוי במהירות כדי לפתור את בעיית היירוט של עצם מסוכן.

במקרה שלנו, כאשר לעצם הנשלט יש מסה גדולה יותר בשלושה סדרי גודל, נדרש פתרון אחר. זה קיים - מדובר בשימוש במנוע רקטי חשמלי, המאפשר להפחית את צריכת נוזל העבודה בפקטור של עשרה עבור אותו דחף מתקן. בנוסף, כדי לשפר את דיוק ההדרכה, מוצע להשתמש במערכת ניווט הכוללת מכשיר קטן המצויד במקלט משדר, המוצב מראש על פני אסטרואיד מסוכן, ושני תת-לוויינים המלווים את המנגנון הראשי. . בעזרת משדרים מודדים את המרחק בין המכשירים ואת המהירויות היחסיות שלהם. מערכת כזו מאפשרת להבטיח שקליע האסטרואיד יפגע במטרה בסטייה בטווח של 50 מטר, בתנאי שבשלב האחרון של ההתקרבות למטרה ייעשה שימוש במנוע כימי קטן בעל דחף של כמה עשרות קילוגרמים. הפקת דחף מהירות בטווח של 2 m/s.

מבין הסוגיות שעולות כאשר דנים בהיתכנות הרעיון של שימוש באסטרואידים קטנים להסטת עצמים מסוכנים, שאלת הסיכון של התנגשות אסטרואיד בכדור הארץ, המועברת למסלול של תמרון כבידה סביבו, היא חיונית. בשולחן. 2 מציג את המרחקים של אסטרואידים ממרכז כדור הארץ בפריג'י בעת ביצוע תמרון כבידה. עבור ארבעה הם עולים על 15,000 קילומטרים, ועבור אסטרואיד 1994, GV הוא 7427.54 קילומטרים (הרדיוס הממוצע של כדור הארץ הוא 6371 קילומטרים). המרחקים נראים בטוחים, אך עדיין אין ערובה לכך שאין סיכון אם גודלו של האסטרואיד הוא כזה שיוכל להגיע אל פני כדור הארץ מבלי להישרף באטמוספירה. כגודל המרבי המותר, נחשב קוטר של 8-10 מטרים, בתנאי שהאסטרואיד אינו ברזל. דרך רדיקלית לפתור את הבעיה היא להשתמש במאדים או נוגה כדי לתמרן.

לכידת אסטרואידים לצורך מחקר

הרעיון הבסיסי של פרויקט Asteroid Redirect Mission (ARM) הוא להעביר אסטרואיד למסלול אחר, נוח יותר למחקר עם השתתפות ישירה של האדם. ככזה, הוצע מסלול קרוב לירח. כאופציה נוספת לשינוי מסלול האסטרואידים, IKI RAS שקלה שיטות לשליטה בתנועת אסטרואידים באמצעות תמרוני כבידה ליד כדור הארץ, בדומה לאלו שפותחו כדי להנחות אסטרואידים קטנים לעצמים מסוכנים קרוב לכדור הארץ.

המטרה של תמרונים כאלה היא להעביר אסטרואידים למסלולים בעלי תהודה לתנועת המסלול של כדור הארץ, בפרט, עם היחס בין התקופות של האסטרואיד וכדור הארץ 1:1. בין האסטרואידים הקרובים לכדור הארץ, ישנם שלושה עשר שניתן להעביר למסלולי תהודה ביחס המצוין ובגבול התחתון המותר של רדיוס הפריג'י - 6700 קילומטרים. כדי לעשות זאת, מספיק שכל אחד מהם ידווח על דחף מהירות שלא יעלה על 20 מ' לשנייה. הרשימה שלהם מוצגת בטבלה. 3, שבו מצוינים גדלים של דחפי המהירות, מעבירים את האסטרואיד למסלול התמרון הכבידתי ליד כדור הארץ, וכתוצאה מכך תקופת מסלולו משתווה לכדור הארץ, כלומר שנה אחת. גם המהירויות המקסימליות והמינימליות הניתנות להשגה של האסטרואיד בתנועתו ההליוצנטרית ניתנות שם. מעניין לציין שהמהירות המקסימלית יכולה להיות גבוהה מאוד, מה שמאפשר לתמרון לזרוק את האסטרואיד די רחוק מהשמש. לדוגמה, האסטרואיד 2012 VE77 יכול להישלח למסלול עם אפליון במרחק ממסלול שבתאי, והשאר - מעבר למסלול של מאדים.

היתרון של אסטרואידים מהדהדים הוא שהם חוזרים לקרבת כדור הארץ מדי שנה. זה מאפשר לפחות מדי שנה לשלוח חללית לנחות על אסטרואיד ולמסור דגימות קרקע לכדור הארץ, וכמעט לא נדרש דלק כדי להחזיר את רכב הירידה לכדור הארץ. בהקשר זה, לאסטרואיד במסלול תהודה יש ​​יתרונות על פני אסטרואיד במסלול ירח, כפי שתוכנן בפרויקט Keck, שכן הוא דורש צריכת דלק ניכרת כדי לחזור. למשימות בלתי מאוישות זה יכול להיות מכריע, אבל בטיסות מאוישות, כאשר יש צורך להבטיח שהמכשיר יחזור לכדור הארץ במהירות האפשרית בשעת חירום (תוך שבוע ואף קודם לכן), היתרון עשוי להיות בצד של פרויקט ARM.

מצד שני, החזרה השנתית של אסטרואידים מהדהדים לכדור הארץ מאפשרת תמרוני כבידה תקופתיים, בכל פעם משנים את מסלולם כדי לייעל את תנאי המחקר. במקרה זה, המסלול חייב להישאר תהודה, דבר שקל ליישם על ידי ביצוע תמרוני כבידה מרובים. באמצעות גישה זו, ניתן להעביר את האסטרואיד למסלול זהה לכדור הארץ, אך נוטה מעט למישור שלו (לאקליפטיקה). אז האסטרואיד יתקרב לכדור הארץ פעמיים בשנה. משפחת המסלולים הנובעת מרצף של תמרוני כבידה כוללת מסלול שהמישור שלו נמצא באקליפטיקה, אך יש לו אקסצנטריות גדולה מאוד וכמו האסטרואיד 2012 VE77, מגיע למסלול של מאדים.

אם נפתח עוד את הטכנולוגיה של תמרוני כבידה עבור כוכבי לכת, כולל בניית מסלולי תהודה, אז עולה הרעיון להשתמש בירח. העובדה היא שתמרון הכבידה של כוכב הלכת בצורתו הטהורה אינו מאפשר לכידת עצם למסלולו של הלוויין, שכן אנרגיית התנועה היחסית שלו אינה משתנה בעת טיסה סביב כוכב הלכת. אם באותו זמן הוא עף סביב הלוויין הטבעי של כוכב הלכת (הירח), אז האנרגיה שלו יכולה להיות מופחתת. הבעיה היא שהירידה צריכה להספיק כדי לעבור למסלול הלוויין, כלומר המהירות ההתחלתית ביחס לכוכב הלכת צריכה להיות קטנה. אם דרישה זו לא תתקיים, האובייקט יעזוב את סביבת כדור הארץ לנצח. אבל אם תבחר את הגיאומטריה של התמרון המשולב כך שכתוצאה מכך האסטרואיד יישאר במסלול תהודה, אז בעוד שנה תוכל לחזור על התמרון. לפיכך, ניתן ללכוד אסטרואיד למסלולו של לוויין כדור הארץ על ידי הפעלת תמרוני כבידה ליד כדור הארץ תוך שמירה על מצב התהודה וטיסה מתואמת של הירח.

ברור שדוגמאות בודדות המאשרות את האפשרות ליישם את הרעיון של שליטה בתנועתם של אסטרואידים באמצעות תמרוני כבידה, אינן מבטיחות את פתרון הבעיה של מפגע אסטרואיד-שביט עבור כל עצם שמימי המאיים להתנגש בכדור הארץ. יכול לקרות שבמקרה מסוים אין אסטרואיד מתאים שניתן לכוון אליו. אבל, כפי שמוצג על ידי התוצאות האחרונות של חישובים שבוצעו תוך התחשבות באסטרואידים המקוטלגים "הטריים", עם דחף המהירות המקסימלי המותר הנדרש להעברת אסטרואיד בקרבת כוכב הלכת, שווה ל-40 מ' לשנייה, מספר האסטרואידים המתאימים הוא 29, 193 ו-72 עבור נוגה, כדור הארץ ומאדים בהתאמה. הם כלולים ברשימת גרמי השמיים, שניתן לשלוט בתנועתם באמצעות טכנולוגיית רקטות וחלל מודרניות. הרשימה הולכת וגדלה במהירות, שכן כיום מתגלים שניים עד חמישה אסטרואידים בממוצע ביום. אז, במשך התקופה שבין 1 בנובמבר ל-21 בנובמבר 2014, התגלו 58 אסטרואידים קרובים לכדור הארץ. עד כה, לא יכולנו להשפיע על תנועתם של גרמי השמיים הטבעיים, אך שלב חדש בהתפתחות הציוויליזציה מתחיל, כאשר הדבר מתאפשר.

מילון מונחים למאמר

חוק בודה(כלל טיטיוס-בוד, שהוקם בשנת 1766 על ידי המתמטיקאי הגרמני יוהאן טיטיוס ונוסח מחדש בשנת 1772 על ידי האסטרונום הגרמני יוהן בודה) מתאר את המרחקים בין מסלולי כוכבי הלכת של מערכת השמש והשמש, וכן בין כוכבי הלכת. והמסלולים של הלוויינים הטבעיים שלו. אחד הניסוחים המתמטיים שלו: R i = (D i + 4)/10, כאשר D i = 0, 3, 6, 12 ... n, 2n, ו-R i הוא הרדיוס הממוצע של מסלול כוכב הלכת ביחידות אסטרונומיות (א.ה.).

חוק אמפירי זה תקף לרוב כוכבי הלכת עם דיוק של 3%, אך נראה שאין לו משמעות פיזיקלית. עם זאת, קיימת הנחה כי בשלב היווצרות מערכת השמש, כתוצאה מהפרעות כבידה, נוצר מבנה טבעת קבוע של אזורים שבהם התברר כי מסלוליהם של פרוטו-כוכבי לכת יציבים. מחקרים מאוחרים יותר של מערכת השמש הראו שחוק בודה, באופן כללי, רחוק מלהתקיים תמיד: מסלוליהם של נפטון ופלוטו, למשל, קרובים הרבה יותר לשמש ממה שהוא חוזה (ראה טבלה).

(נקודות L, או נקודות שחרור, מ-lat. שחרור- מתנדנד) - נקודות במערכת של שני גופים מסיביים, למשל, השמש וכוכב לכת או כוכב לכת והלוויין הטבעי שלו. גוף בעל מסה קטנה משמעותית - אסטרואיד או מעבדת חלל - יישאר בכל אחת מנקודות לגראנז', ויתנודד עם משרעת קטנה, בתנאי שרק כוחות כבידה יפעלו עליו.

נקודות הלגרנז' שוכנות במישור המסלול של שני הגופים ומסומנות על ידי מדדים מ-1 עד 5. שלושת הראשונות - קוליניאריות - שוכנות על קו ישר המחבר בין מרכזים של גופים מסיביים. נקודה L 1 ממוקמת בין גופים מסיביים, L 2 - מאחורי הפחות מסיבית, L 3 - מאחורי המאסיבית יותר. מיקומו של האסטרואיד בנקודות אלו הוא הכי פחות יציב. נקודות L 4 ו-L 5 - משולשות, או טרויאניות - נמצאות במסלול משני צדי הקו המחבר בין גופים בעלי מסה גדולה, בזוויות של 60 o מהקו המחבר ביניהם (לדוגמה, השמש וכדור הארץ).

נקודה L 1 של מערכת כדור הארץ-ירח היא מקום נוח להצבת תחנת מסלול מאוישת המאפשרת לאסטרונאוטים להגיע לירח עם עלויות דלק מינימליות, או מצפה כוכבים לתצפית על השמש, שבנקודה זו לעולם לא מוסתר על ידי כדור הארץ או הירח.

נקודה L 2 של מערכת Sun-Earth נוחה לבניית מצפה כוכבים וטלסקופים בחלל. העצם בנקודה זו שומר על הכיוון שלו ביחס לכדור הארץ ולשמש ללא הגבלת זמן. היא כבר מאכלסת את המעבדות האמריקאיות פלאנק, הרשל, WMAP, גאיה ואחרות.

בנקודה L 3, בצד השני של השמש, סופרי מדע בדיוני הציבו שוב ושוב כוכב לכת מסוים - הנגד-כדור הארץ, שהגיע מרחוק או נוצר בו-זמנית עם כדור הארץ. תצפיות מודרניות לא גילו זאת.

תִמהוֹנִיוּת(איור 1) - מספר המאפיין צורת עקומה מסדר שני (אליפסה, פרבולה והיפרבולה). מבחינה מתמטית, הוא שווה ליחס בין המרחק של כל נקודה בעקומה למוקד שלה לבין המרחק מנקודה זו לקו הישר, הנקרא כיוון. לאליפסות - מסלוליהם של אסטרואידים ושל רוב גרמי השמיים האחרים - יש שני כיוונים. המשוואות שלהם הן: x = ±(a/e), כאשר a הוא הציר החצי-עיקרי של האליפסה; e - אקסצנטריות - ערך קבוע לכל עקומה נתונה. האקסצנטריות של האליפסה קטנה מ-1 (עבור פרבולה, e \u003d 1, עבור היפרבולה, e\u003e 1); כאשר e > 0, צורת האליפסה מתקרבת למעגל; כאשר e > 1, האליפסה נעשית יותר ויותר מוארכת ודחוסה, ומתדרדרת לקטע בגבול - הציר הראשי שלה 2a. הגדרה נוספת, פשוטה ויזואלית יותר לאקסצנטריות של אליפסה היא היחס בין ההפרש בין המרחק המקסימלי והמינימלי שלה למוקד לסכום שלהם, כלומר אורך הציר הראשי של האליפסה. עבור מסלולים circumsolar, זהו היחס בין ההבדל בין המרחק של גוף שמימי מהשמש באפליון ופריהליון לסכום שלהם (הציר הראשי של המסלול).

רוח שטופת שמש- זרימה קבועה של פלזמה של קורונה השמש, כלומר, חלקיקים טעונים (פרוטונים, אלקטרונים, גרעיני הליום, יוני חמצן, סיליקון, ברזל, גופרית) בכיוונים רדיאליים מהשמש. הוא תופס נפח כדורי עם רדיוס של לפחות 100 AU. כלומר, גבול הנפח נקבע על ידי השוויון בין הלחץ הדינמי של רוח השמש לבין לחץ הגז הבין-כוכבי, השדה המגנטי של הגלקסיה וקרניים קוסמיות גלקטיות.

אקליפטיקה(מיוונית. אקליפסיס- ליקוי חמה) - מעגל גדול של הכדור השמימי, שלאורכו מתרחשת התנועה השנתית לכאורה של השמש. במציאות, מכיוון שכדור הארץ נע סביב השמש, האקליפטיקה היא קטע של הכדור השמימי לפי מישור מסלול כדור הארץ. הקו האקליפטי עובר דרך 12 קבוצות הכוכבים של גלגל המזלות. שמו היווני נובע מהעובדה שהוא ידוע עוד מימי קדם: ליקוי חמה וירח מתרחשים כאשר הירח קרוב לנקודת החיתוך של מסלולו עם הליקוי.

אוכלוסיית חגורת האסטרואידים מגוונת מאוד. אבל כל ההבדלים האלה נמוגים לפני מגוון מסלולי האסטרואידים. כל כוכבי הלכת במערכת השמש נעים באותו מישור במסלולים כמעט מעגליים. ואסטרואידים, הכפופים להשפעת השמש וכוכבי הלכת, נעים לאורך מגוון רחב של מסלולים. המנצח הראשי של תנועתם הוא, כמובן, יופיטר הענק. רוב כוכבי הלכת הקטנים נמצאים בממוצע 2.2–3.6 AU מהשמש, כלומר, הם ממוקמים בין מסלולי מאדים וצדק, ונתונים לחלוטין להשפעתו של ענק זה.

אקסצנטריות המסלול של רוב האסטרואידים היא פחות מ-0.3 (בין 0.1 ל-0.8) והנטייה קטנה מ-16°.

בין האסטרואידים ישנן קבוצות הנעות במסלולו של צדק סביב השמש, כמו הפמליה שלו. הקבוצה היוונית (אכילס, אייאקס, אודיסאוס ואחרות) מקדימה את יופיטר ב-60 מעלות. הקבוצה הטרויאנית (Priam, Aeneas, Troilus ואחרות) נמצאת 60 מעלות מאחורי צדק. כיום מאמינים שהקבוצה האחרונה מכילה כ-700 אסטרואידים.

אסטרואידים "מעדיפים" לפגוש את צדק בתדירות נמוכה יותר, ונמנעים מאותם מסלולים שבהם מפגשים כאלה יכולים להתרחש באופן קבוע. לכן, חלק מהאזורים של חגורת האסטרואידים כמעט ואינם מיושבים - אלה הם מה שנקרא פתחי קירקווד. בהימנעות ממפגשים עם צדק, חלק מהאסטרואידים נעים בתהודה איתו, שומרים על תקופות המסלול שלהם ביחס פשוט לתקופת המהפכה של כוכב הלכת הענק. המקרה הפשוט ביותר של תהודה כזו עם יחס תקופה של 1:1 הוא הטרויאנים. בשנת 1866 גילה האסטרונום האמריקני קירקווד את קיומם של פערים בהתפלגות תקופות הסיבוב של אסטרואידים ובהתפלגות הצירים החצי-עיקריים של מסלוליהם. קירקווד מצא שאסטרואידים נמנעים מאותן תקופות שנמצאות ביחס של מספר שלם פשוט לתקופת המהפכה של צדק סביב השמש, למשל, 1:2, 1:3, 2:5 וכו'. בשל השפעת הכבידה של צדק, האסטרואידים משנים את מסלולם ועוזבים את אזור החלל הזה.

עם זאת, אסטרואידים אינם ממוקמים רק בין מסלוליהם של צדק ומאדים – חלקם מפוזרים בכל מערכת השמש, ולכל כוכב לכת יש כנראה קבוצת אסטרואידים משלו.

מחקר על האסטרואיד 3753 ללא שם, שנערך על ידי האסטרונום הקנדי וויגרט, הראה כי האסטרואיד הזה מלווה את כדור הארץ באופן מפתיע: הרדיוס הממוצע של מסלולו כמעט שווה לזה של כדור הארץ, ולכן תקופות הסיבוב שלהם סביב השמש כמעט לַחפוֹף. לאט, לאט, האסטרואיד מתקרב לכדור הארץ, ולאחר שהתקרב, משנה מעט את מסלולו בהשפעת כוחות הכבידה של כדור הארץ. אם אסטרואיד מפגר מאחורי כדור הארץ, אז הוא מתקרב אליו מלפנים, וכוח המשיכה של כדור הארץ מאט אותו. מכאן מצטמצמים גודל מסלולו של האסטרואיד ותקופת המהפכה לאורכו, והוא מתחיל לעקוף את כדור הארץ ולהגיע בסופו של דבר מאחוריו. כעת כוח המשיכה של כדור הארץ גורם לאסטרואיד לעבור למסלול גבוה יותר עם תקופה ארוכה יותר, והמצב המקורי חוזר על עצמו. אם מסלולו של אסטרואיד 3753 היה קרוב למעגלי, מסלולו ביחס לכדור הארץ היה דומה לפרסה. אבל האקסצנטריות הגדולה (e = 0.515) והנטייה (i = 20°) של מסלול האסטרואיד הופכות את תנועתו למורכבת עוד יותר. בהיותו מושפע לא רק מהשמש ומכדור הארץ, אלא גם מכל כוכבי הלכת האחרים, הוא אינו יכול לנוע בהתמדה לאורך מסלול בצורת פרסה. חישובים מראים שלפני 2500 שנה אסטרואיד 3753 חצה את מסלולו של מאדים, ולפני כ-8000 שנים הוא אמור לחצות את מסלול נוגה; במקרה זה, מעבר בהשפעת כוח המשיכה שלו למסלול חדש ואפילו התנגשות עם כוכב הלכת אפשרי בהחלט.

לתושבי כדור הארץ חשוב להכיר את האסטרואידים שמסלוליהם קרובים אליו. ישנן שלוש משפחות של אסטרואידים (לפי נציגיהם האופייניים):

1221 קופידון; המסלול בפריהליון כמעט נוגע בכדור הארץ;

1862 אפולו; המסלול בפריהליון חורג ממסלול כדור הארץ;

2962 אתן; משפחה חוצה את מסלול כדור הארץ.

חלק מהאסטרואידים נעים בתהודה עם כמה כוכבי לכת בו זמנית. זה נראה לראשונה בתנועת האסטרואיד טורו. הוא עושה 5 סיבובים מסלוליים בערך באותו זמן כמו כדור הארץ - 8, נוגה - 13. הפריהליון של האסטרואיד טורו ממוקם בין מסלולי נוגה וכדור הארץ. אסטרואיד אחר, עמור, נע בתהודה עם נוגה, כדור הארץ, מאדים וצדק, עושה 3 מסיבוביו באותו זמן שבמהלכם נוגה עושה 13 סיבובים, כדור הארץ - 8 סיבובים; תהודה עם מאדים 12:17 ועם צדק 9:2. ברור שתנועה כזו מגנה על האסטרואידים מלהילכוד על ידי שדה הכבידה של כוכב הלכת ומאריכה את חייהם.

אסטרואידים רבים נמצאים מעבר למסלולו של צדק. בשנת 1977 התגלה האסטרואיד 2060 כירון, שמסלולו הוא כדלקמן: פריהליון בתוך מסלולו של שבתאי 8.51 AU, אפליון ליד מסלולו של אורנוס 19.9 AU. אקסצנטריות המסלול של כירון היא 0.384.

ליד פריהליון, כירון מפתח תרדמת וזנב. עם זאת, הגודל והמסה של כירון גדולים בהרבה מגודלם של שביטים רגילים. במיתולוגיה היוונית העתיקה, כירון הוא חצי אדם, חצי סוס; כירון הקוסמי הוא אסטרואיד או שביט. עכשיו חפצים כאלה נקראים קנטאורים.

ב-1992 התגלו עצמים רחוקים עוד יותר, גדולים מ-200 ק"מ, הרחק מעבר למסלוליהם של נפטון ופלוטו. המספר הכולל של הגופים בחגורת קויפר, לפי מומחים, גדול פי כמה ממספר האסטרואידים בין מסלולי מאדים וצדק.

ב-1993 גילתה החללית גלילאו, שחלף על פני האסטרואיד 243 Ida, לוויין קטן בקוטר של 1.5 ק"מ, הנקרא Dactyl, שמסתובב סביב 243 Ida במרחק של כ-100 ק"מ. זו הייתה הפעם הראשונה שבה התגלה לוויין סביב אסטרואיד. ואז הגיעה הודעה ממצפה הכוכבים של דרום אירופה בלה סילה (צ'ילה) על מציאת לוויין שני, הפעם סביב האסטרואיד 3671 דיוניסוס. נכון לעכשיו, ידוע ש-7 אסטרואידים בעלי לוויינים קטנים.

דיוניסוס נכלל ברשימת המועמדים למחקר, מכיוון שהוא שייך לקבוצה מיוחדת של אסטרואידים שחוצים מעת לעת את מסלול כדור הארץ ויש להם סיכוי להתנגש בכוכב הלכת שלנו. האסטרואיד 1862 אפולו, שהתגלה ב-1934, הפך לאב-טיפוס של קבוצה זו, ולכן כל האסטרואידים עם מסלולים כאלה מופנים כעת לקבוצת אפולו. דיוניסוס מתקרב לכדור הארץ אחת ל-13 שנים. זה בדיוק מה שקרה ב-6 ביולי 1997, כשזה עבר במרחק של 17 מיליון ק"מ מכדור הארץ. על פי הקרינה התרמית של דיוניסוס, אסטרונומים קבעו כי פני השטח שלו בהירים מאוד, משקפים היטב את קרני השמש, וקוטרו הוא כ-1 ק"מ. נזכיר כי לאסטרואיד אידה, שבו התגלה לראשונה לוויין, קוטר של 50 ק"מ.

ב-1992 חלף האסטרואיד טוטטיס במרחק של 2.5 מיליון ק"מ בלבד מכדור הארץ. התברר שהוא נוצר, כביכול, על ידי שני בלוקים שמידותיהם 2 ק"מ ו-3 ק"מ. מאז הופיע המונח: אסטרואידים כפולים מגע.

מוקדם מדי לדבר על מקורם של אסטרואידים כפולים ואולי מורכבים יותר. יש צורך לצבור נתוני תצפית. אבל דבר אחד ברור: ככל שמערכת החלל מורכבת יותר, כך היא נושאת מידע בעל ערך רב יותר על מקורה והתפתחותה.

אסטרונומים כבר מצאו יותר מאלף אסטרואידים שחוצים את מסלול כדור הארץ. אולי בעתיד, המדענים יצטרכו לעבוד קשה כדי למנוע התנגשות של כל אחד מהם עם הפלנטה שלנו.

כידוע, כל כוכבי הלכת של מערכת השמש שלנו נעים באותו מישור, לאורך מסלולים כמעט מעגליים. וגופים שמימיים בודדים הם אסטרואידים, הם נתונים להשפעת השמש וכוכבי הלכת במערכת ונעים במסלולים שונים.
לצדק העצום יש השפעה עצומה על מסלוליהם של אסטרואידים. כוכבי לכת קטנים רבים נמצאים במרחק של 2.2-3.6 AU מהשמש, וכוכבי לכת קטנים אלה ממוקמים בין מסלולי מאדים וצדק, מה שאומר שהם תחת השפעת כוכב הלכת צדק. האקסצנטריות של מסלול האסטרואידים קטנה מ-0.3 (0.1-0.8), והנטייה עצמה נמוכה מ-16 מעלות. בין האסטרואידים הנעים, ישנן קבוצות שעושות מסלול סביב השמש במסלול של כוכב הלכת צדק.
ישנן קבוצות כמו "היוונים" - "אכילס", "אודיסאוס", "אייאקס" ועוד רבים אחרים אשר מקדימים בתנועתם את כוכב הלכת צדק ב-60 מעלות. וקבוצה בשם "טרויאנים" - "אניאס", "פריאם", "טרוילוס" ורבים אחרים, להיפך, מפגרים אחרי כוכב הלכת צדק ב-60 מעלות בתנועתם.
נכון לעכשיו, לפי המחקרים האחרונים, ישנם כ-700 אסטרואידים בקבוצה האחרונה. אסטרואידים אלה נוטים הרבה פחות לפגוע בכוכב הלכת צדק, תוך הימנעות מהמסלולים שבהם מפגשים כאלה יכולים להתרחש באופן קבוע. פתחי קירקווד הם בדיוק אותם מקומות בחגורת האסטרואידים שכמעט אינם מיושבים. כמה אסטרואידים, שאינם פוגשים את כוכב הלכת צדק, עושים את תנועתם בהדהוד איתו. הדוגמה הבולטת ביותר לתנועה זו היא ה"טרויאנים", הם עושים תנועות ביחס של התקופה של אחד לאחד. האסטרונום האמריקני קירקווד בשנת 1866 גילה תגלית בתחום האסטרונומיה - קיומם של פערים בחלוקת תקופות המהפכה של אסטרואידים ובהתפלגות חצאי הצירים הגדולים ביותר של מסלוליהם. מדען זה גילה שאסטרואידים אינם יוצרים תקופות הממוקמות ביחס יסודי עם תקופת הסיבוב של כוכב הלכת צדק סביב השמש, למשל, ביחס של אחד לשניים, אחד לשלוש, שניים לחמש וכו'. . בהשפעת השפעת הכבידה של כוכב הלכת צדק, האסטרואידים משנים את מסלולם ונעלמים מהחלל החיצון הזה. לא כל האסטרואידים ממוקמים בין מסלולי כוכבי הלכת מאדים וצדק, חלק מהאסטרואידים מפוזרים בכל מערכת השמש, ולכל כוכב לכת במערכת זו יש באופן תיאורטי "פמליה" משלו של אסטרואידים. האסטרונום הקנדי וויגרט ערך מחקר על אסטרואיד שאין לו שם משלו, אבל יש לו את הקוד 3753, וגילה שהאסטרואיד הזה תמיד מלווה את כוכב הלכת שלנו: הרדיוס המשוער של מסלולו של האסטרואיד הזה כמעט שווה לרדיוס של מסלול כוכב הלכת שלנו, ותקופות הסיבוב שלהם סביב השמש כמעט זהות. האסטרואיד עצמו מתקרב אט אט לכוכב הלכת שלנו, ולאחר שהתקרב אליו, הוא משנה את מסלולו בהשפעת המשיכה הכבידה של כוכב הלכת שלנו. ואם אסטרואיד מתחיל לפגר מאחורי הפלנטה שלנו, אז הוא מתקרב מהחזית, ועצם הכבידה של הפלנטה שלנו מאטה את התהליך הזה. ובגלל זה, עצם היקף מסלולו של האסטרואיד ותקופת הסיבוב לאורכו מתקצרים, ואחרי זה הוא מתחיל לעקוף את כדור הארץ, בסופו של דבר מאחורי הפלנטה שלנו.
עצם המשיכה הגרביטציונית של הפלנטה שלנו יוצרת את המעבר של האסטרואיד למסלול נרחב יותר, והמצב הסופי חוזר על עצמו. תיאורטית, אם מסלולו של אסטרואיד בשם הקוד 3753 היה מעגלי, אז מסלולו ביחס לכוכב הלכת שלנו יהיה זהה לצורת פרסה. האקסצנטריות העצומה, השווה ל-e = 0.515, והנטייה עצמה, ששווה ל-i = 20 מעלות, הופכות את מסלול האסטרואיד עצמו למוזר יותר. לאסטרואיד הזה, שמושפע לא רק מכוכב הלכת שלנו ומהשמש, אלא גם מכוכבי לכת רבים אחרים, לא יכול להיות מסלול פרסה קבוע. מחקרים אלו מצביעים על כך שלפני 2500 אלף שנה חצה אסטרואיד בשם הקוד "3453" את מסלולו של כוכב הלכת מאדים ובשנת 8000 הוא אמור לחצות את מסלול כוכב הלכת נוגה. יחד עם זאת, יש תיאוריה שאסטרואיד זה, בהשפעת כוח המשיכה של נוגה, יכול לעבור למסלול תנועה חדש, וקיימת גם סכנה פוטנציאלית להתנגשות עם כוכב הלכת.
בני כדור הארץ תמיד צריכים להכיר את כל האסטרואידים הקרובים לכוכב הלכת שלנו. ישנם שלושה סוגים של סיווגים של אסטרואידים (לפי נציגיהם האופייניים): האסטרואיד עמור, בשם הקוד "1221"; מסלולו בפריהליון כמעט מגיע לכוכב הלכת שלנו; אסטרואיד "אפולו", בשם הקוד "1862"; מסלולו בפריהליון עוטף את מסלול הפלנטה שלנו; אסטרואיד "אטון", בשם הקוד "2962"; משפחה שחוצה את מסלול הפלנטה שלנו. מספר קטן של אסטרואידים עושים את מסלולם בתהודה עם מספר כוכבי לכת בו זמנית. זה התגלה לראשונה במסלולו של האסטרואיד טורו. האסטרואיד הזה עושה חמישה מסלולים, כמעט אותו פרק זמן שכדור הארץ לוקח בערך שמונה ונוגה כשלושה עשר.
נקודות המסלול של האסטרואיד "טורו" ממוקמות בין מסלולי כוכבי הלכת נוגה וכדור הארץ. וגוף שמימי נוסף - האסטרואיד עמור, עושה את תנועתו בהדהוד עם כוכבי הלכת כדור הארץ, מאדים, נוגה וצדק, עושה שלוש סיבובים, במקביל כאשר כדור הארץ עושה שמונה סיבובים; והתהודה עם כוכב הלכת מאדים היא 12:17 ועם כוכב הלכת צדק 9:2. מסלולים כאלה של תנועות של אסטרואידים מגנים עליהם מהשפעת שדה הכבידה של כוכבי הלכת, וזה מגדיל את תוחלת החיים שלהם. כפי שאנו כבר יודעים, מספר רב של אסטרואידים ממוקמים מאחורי המסלול של כוכב הלכת צדק. כאשר התגלה האסטרואיד כירון בשנת 1977, התגלה הדבר הבא: נקודות המסלול של אסטרואיד זה היו בתוך מסלולו של שבתאי (8.51 AU), והאפליון עצמו נמצא בסמוך למסלולו של כוכב הלכת אורנוס (19.9 AU) . ).
אקסצנטריות המסלול של האסטרואיד "Chiron" היא 0.384, ליד הפריהליון, לאסטרואיד "Chiron" יש זנב ותרדמת. אבל מבחינת פרמטרים, אסטרואיד הכירון עולה בהרבה על כוכבי שביט רגילים רבים. אם נצייר אנלוגיה למיתולוגיה היוונית העתיקה, כלומר עם משהו להשוות, במיתוסים כירון הוא דמות שהייתה חצי אדם, חצי סוס, בו זמנית, האסטרואיד כירון הוא חצי שביט-אסטרואיד, אין לזה הגדרה מדויקת. כרגע, גרמי שמים כאלה נקראים קנטאורים. הרחק מעבר למסלולי כוכבי הלכת נפטון ופלוטו, בשנת 1992, התגלו גרמי שמים רחוקים אף יותר, שהגיעו בגודלם ליותר מ-200 קילומטרים. מספר גרמי השמיים בחגורת קויפר, על פי מדענים, גדול בהרבה ממספר הגופים השמימיים הממוקמים בין מסלולי כוכבי הלכת מאדים וצדק. החללית הבין-כוכבית "גלילאו", ב-1993, שחלפה על פני האסטרואיד "אידה", עם שם הקוד "243", גילתה לוויין קטן, שהגיע לקוטר של כ-1.5 קילומטרים. לוויין זה המקיף סביב האסטרואיד "אידה" במרחק של 100 קילומטרים נקרא "דקטיל". לוויין זה היה הלוויין הראשון שנודע למדע. אך עד מהרה התקבלה הודעה מצ'ילה, העיר לה סילה ממצפה הכוכבים של דרום אירופה כי הם גילו לוויין ליד האסטרואיד "דיוניסוס" עם שם הקוד "3671".
נכון לעכשיו, המדע יודע על שבעה אסטרואידים שיש להם לוויינים משלהם. האסטרואיד "דיוניסוס" נכלל ברשימת אותם מועמדים הדורשים מחקר מפורט יותר, שכן הוא שייך לקבוצת האסטרואידים שחוצים את מסלול כוכב הלכת שלנו עם תקופות חוזרות ונשנות ויש להם סכנה פוטנציאלית של התנגשות בכדור הארץ.
האסטרואיד אפולו שהתגלה ב-1934 עם שם הקוד 1862 הפך לאנלוג לקבוצה זו, ולאחר מכן, כל האסטרואידים שהתגלו בעלי מסלולים דומים החלו להיות מיוחסים לקבוצת אפולו. האסטרואיד "דיוניסוס" מתקרב לכדור הארץ אחת לשלוש עשרה שנים, וזה היה ב-07/06/1997, אז עבר במרחק של כ-17 מיליון קילומטרים מכוכב הלכת. מדענים-אסטרונומים על הקרינה התרמית של האסטרואיד "דיוניסוס" הצליחו לחשב כי פני השטח שלו בהירים מאוד ומשקפים היטב את קרני השמש, וקוטר האסטרואיד עצמו מגיע לכקילומטר אחד. יש לזכור שקוטרו של האסטרואיד אידה, שהיה מהראשונים שהתגלו ללוויין, מגיע לכ-50 קילומטרים. האסטרואיד "טוטאטיס", שעושה את מסלולו הרגיל, עבר ב-1992 במרחק של 2.5 מיליון קילומטרים מכוכב הלכת שלנו. מאוחר יותר התברר כי האסטרואיד הזה נוצר בעזרת שני בלוקים שמידותיהם הגיעו לשניים ושלושה קילומטרים. לאחר מכן, הופיע המונח "מגע-כפול" אסטרואידים. אבל עדיין מוקדם מדי לדבר על סוג זה של אסטרואידים, שכן יש צורך במידע נוסף על סוג זה של אסטרואידים. אבל מתברר שככל שהיקום מורכב יותר, כך הוא מביא מידע בעל ערך רב יותר על מקורו והתפתחותו.
נכון לעכשיו, אסטרונומים כבר זיהו כ-1000 אסטרואידים שחצו את מסלול כוכב הלכת שלנו. ובאופן תיאורטי, מדענים יצטרכו לעבוד קשה כדי למנוע את האיום הפוטנציאלי מאסטרואידים.

מסלולי אסטרואידים

אסטרואידים של החגורה הראשית נעים במסלולים יציבים, קרובים למעגליים או מעט אקסצנטריים. הם נמצאים באזור ה"בטוח", שבו השפעת הכבידה של כוכבי הלכת הגדולים עליהם היא מינימלית, מלכתחילה, צדק. מאמינים שצדק הוא ה"אשם" בעובדה שכוכב לכת גדול לא יכול היה להיווצר באתר של חגורת האסטרואידים הראשית במהלך נעוריה של מערכת השמש.

עם זאת, בתחילת המאה ה-20 מדענים רבים האמינו שבין צדק למאדים היה פעם כוכב לכת גדול, שמשום מה קרס. אולברס היה הראשון שהביע השערה זו, מיד לאחר גילויו של פאלאס. הוא גם הציע לקרוא לכוכב הלכת ההיפותטי Phaeton. עם זאת, הקוסמוגוניה המודרנית נטשה את הרעיון של הרס של כוכב לכת גדול: חגורת האסטרואידים כנראה הכילה תמיד גופים קטנים רבים, שנמנעו מלהתאחד בהשפעת צדק.

הענק הזה עדיין ממשיך לשחק תפקיד ראשוני באבולוציה של מסלולי אסטרואידים. השפעתה הכבידה ארוכת הטווח (יותר מ-4 מיליארד שנים) על האסטרואידים של החגורה הראשית הובילה להופעת מספר מסלולים "אסורים" ואפילו אזורים שבהם אין כמעט גופים קטנים, ואם הם מגיעים לשם, הם לא יכולים להישאר שם זמן רב. אזורים אלה נקראים פערי קירקווד (או בקעות) על שם דניאל קירקווד (1814-1895), שגילה אותם לראשונה בתפוצה של תקופות המסלול של כמה עשרות אסטרואידים בלבד.

מסלולים בפתחי קירקווד נקראים תהודה, מכיוון שהאסטרואידים הנעים לאורכם חווים הפרעה כבידה קבועה מצדק באותן נקודות של מסלולם. תקופות המהפכה במסלולים אלו הם ביחס פשוט לתקופת המהפכה של צדק (לדוגמה, 1:2, 3:7, 2:5, 1:3). אם אסטרואיד כלשהו, ​​למשל, כתוצאה מהתנגשות בגוף אחר, נופל למסלול תהודה, אזי האקסצנטריות שלו והציר החצי-עיקרי שלו משתנים במהירות בהשפעת שדה הכבידה של צדק. האסטרואיד עוזב את מסלול התהודה שלו ואולי אף יעזוב את החגורה הראשית. זהו מנגנון ה"ניקוי" הקבוע של קירקווד.

עם זאת, נציין שאם נצייר את התפוצה המיידית של כל האסטרואידים של החגורה הראשית, אז לא נראה שום "פערים". בכל זמן נתון, האסטרואידים ממלאים את החגורה באופן שווה למדי, מכיוון שבתנועתם במסלולים אליפטיים הם חוצים לעתים קרובות את "האזורים האסורים".

ישנה דוגמה נוספת, הפוכה, להשפעת הכבידה של צדק: בגבול החיצוני של חגורת האסטרואידים הראשית יש שני "אזורים" צרים המכילים מספר עודף של אסטרואידים. תקופות המהפכה בהן הן בפרופורציות של 2:3 ו-1:1 עם תקופת המהפכה של צדק. ברור שהתהודה של 1:1 פירושה שהאסטרואידים נעים כמעט במסלול צדק. אבל הם לא מתקרבים לכוכב הלכת הענק, אלא שומרים על מרחק, בממוצע, השווה לרדיוס מסלולו של צדק. האסטרואידים הללו נקראו על שם גיבורי מלחמת טרויה. אלו מביניהם שמקדימים את צדק במסלולם נקראים "יוונים", והקבוצה הנחשלת נקראת "טרויאנים" (שתי הקבוצות יחד נקראות לרוב "טרויאנים"). התנועה של הגופים הקטנים הללו מתרחשת בקרבת "נקודות לגראנז' המשולשות", שבהן כוחות הכבידה והצנטריפוגליים משתווים במהלך תנועה מעגלית. חשוב שעם סטייה קטנה ממצב שיווי המשקל ייווצרו כוחות הנוטים להחזיר את החפץ למקומו, כלומר. התנועה שלו יציבה.