태양계의 몸체에 대한 조사. 소행성과 왜행성

과학자들이 발견한 대부분의 소행성(약 98%)은 목성과 화성의 행성 궤도 사이에 있습니다. 별과의 거리는 2.06-4.30AU 사이에서 변동합니다. 즉, 순환 기간의 경우 변동 범위는 2.9-8.92년입니다. 작은 행성 그룹에는 고유한 궤도를 가진 행성이 있습니다. 이 소행성은 일반적으로 남성적인 이름을 얻습니다. 가장 인기있는 것은 그리스 신화의 영웅 인 Eros, Icarus, Adonis, Hermes의 이름입니다. 이 작은 행성들은 소행성 벨트 바깥으로 움직입니다. 지구로부터의 거리는 변동하며 소행성은 6-2300만km에서 접근할 수 있습니다. 지구에 대한 독특한 접근은 1937년에 발생했습니다. 소행성 헤르메스가 580,000km까지 접근했습니다. 이 거리는 지구에서 달까지의 거리의 1.5배입니다.

알려진 소행성 중 가장 밝은 것은 Vesta(약 6m)입니다. 큰 덩어리의 작은 행성은 반대(7m - 16m) 동안 강렬한 광채를 보입니다.

소행성의 지름 계산은 밝기, 가시 광선 및 적외선을 반사하는 능력으로 수행됩니다.
3500개의 목록 중 14개 소행성만이 가로 크기가 250km를 초과합니다. 나머지는 훨씬 더 겸손하며 직경이 0.7km인 소행성도 있습니다. 알려진 가장 큰 소행성- Ceres, Pallas, Vesta 및 Hygia (1000-450km). 작은 소행성은 회전 타원체 모양이 아니며 모양이 없는 블록과 비슷합니다.

소행성의 질량도 변동합니다. 가장 큰 질량은 세레스에 대해 결정되며 행성 지구의 크기보다 4000배 작습니다. 모든 소행성의 질량은 또한 우리 행성의 질량보다 작으며 천 개의 질량입니다.

모든 작은 행성에는 대기가 없습니다. 그들 중 일부는 축 방향 회전이 있는데, 이는 정기적으로 기록된 밝기 변화에 의해 설정됩니다. 따라서 Pallas는 7.9시간의 회전 주기를 가지며 Icarus는 2시간 16분 만에 회전합니다.

소행성의 반사율에 따라 금속성, 빛 및 어둠의 3가지 그룹으로 결합되었습니다. 마지막 그룹에는 소행성이 포함되며 그 표면은 태양으로부터 입사하는 빛의 5% 이하를 반사할 수 있습니다. 그들의 표면은 탄소질 및 검은 현무암과 유사한 암석으로 형성됩니다. 이것이 암흑 소행성을 탄소질이라고 부르는 이유입니다.

가벼운 소행성의 반사율은 가장 높습니다(10-25%). 이 천체는 규소 화합물과 유사한 표면을 가지고 있습니다. 그들은 돌 소행성이라고 불립니다. 금속성 소행성은 가장 흔하지 않습니다. 그들은 빛과 유사하며 이러한 몸체의 표면은 철과 니켈의 합금을 더 연상시킵니다.

이러한 분류의 정확성은 지구 표면에 떨어지는 운석의 화학적 구성에 의해 확인됩니다. 이 기능에 따라 분류할 수 없는 소행성 그룹이 선별되었습니다. 3개의 주어진 소행성 그룹의 백분율 비율은 다음과 같습니다: 어두운(유형 C) - 75%, 밝은(유형 S) - 15% 및 10% 금속(유형 M).

소행성의 최소 반사율은 3-4%이고 최대 반사율은 총 입사광량의 40%에 이릅니다. 작은 크기의 소행성은 가장 빠르게 회전하며 모양이 매우 다양합니다. 아마도 그것들은 태양계를 형성한 물질로 구성되었을 것입니다. 이러한 가정은 태양으로부터의 거리에 따라 소행성대에 속하는 주요 소행성 유형의 변화로 확인된다.
이동하는 동안 소행성은 필연적으로 서로 충돌하면서 작은 조각으로 흩어집니다.

소행성 내부의 압력은 높지 않으므로 가열되지 않습니다. 그들의 표면은 햇빛의 작용으로 약간 가열될 수 있지만 이 열은 유지되지 않고 우주로 갑니다. 추정 된 소행성 표면 온도-120 °С에서 -100 °С까지 변동합니다. 예를 들어 최대 +730 °C(Icarus)의 온도 상승은 태양에 접근하는 순간에만 기록될 수 있습니다. 소행성을 제거한 후 급격한 냉각이 발생합니다.

나단 아이즈몬트,
물리 및 수리 과학 후보, 수석 연구원 (러시아 과학 아카데미 우주 연구소)
안톤 레드코프,
연구원(우주연구원 RAS)
"과학과 생명" 2015년 1호, 2015년 2호

태양계는 일반적으로 8개의 행성이 있는 빈 공간으로 인식되며 일부는 위성이 있습니다. 누군가는 명왕성이 최근에 기인한 몇 개의 작은 행성, 소행성대, 때때로 지구에 떨어지는 운석, 때때로 하늘을 장식하는 혜성에 대해 기억할 것입니다. 이 아이디어는 매우 정확합니다. 많은 우주선 중 하나가 소행성이나 혜성과 충돌한 적이 없습니다. 우주는 상당히 넓습니다.

그럼에도 불구하고 태양계의 거대한 부피에는 수십만 개도 수천만 개도 아니라 다양한 크기와 질량을 가진 수십억 개의 우주체(0이 15개 있는 것)가 포함되어 있습니다. 그들 모두는 물리학과 천체 역학의 법칙에 따라 움직이고 상호 작용합니다. 그들 중 일부는 초기 우주에서 형성되었으며 원시 물질로 구성되어 있으며 천체 물리학 연구의 가장 흥미로운 대상입니다. 그러나 매우 위험한 시체도 있습니다. 큰 소행성은 지구와 충돌하여 생명을 파괴 할 수 있습니다. 소행성 위험을 추적하고 제거하는 것은 천체 물리학자들에게 똑같이 중요하고 흥미로운 작업 영역입니다.

소행성 발견의 역사

최초의 소행성은 1801년 팔레르모(시칠리아)의 천문대 소장인 주세페 피아시(Giuseppe Piasi)에 의해 발견되었습니다. 그는 그것을 세레스(Ceres)라고 명명했고 처음에는 작은 행성으로 여겼습니다. "별처럼"이라는 고대 그리스어에서 번역된 "소행성"이라는 용어는 천문학자 William Herschel에 의해 제안되었습니다("Science and Life" No. 7, 2012, 기사 "The Tale of the Musician William Herschel, Who Doubled the Space "). 다음 6년 동안 발견된 세레스 및 이와 유사한 물체(팔라스, 주노 및 베스타)는 행성의 경우 디스크가 아니라 점으로 간주되었습니다. 동시에 그들은 고정 별과 달리 행성처럼 움직였습니다. 이 소행성의 발견으로 이어진 관측은 "잃어버린" 행성을 찾기 위한 시도에서 의도적으로 수행되었다는 점에 유의해야 합니다. 사실 이미 발견된 행성은 보데의 법칙에 해당하는 거리에서 태양으로부터 이격된 궤도에 위치했습니다. 그에 따르면 화성과 목성 사이에 행성이 있어야 합니다. 아시다시피, 그러한 궤도에서는 행성이 발견되지 않았지만 주요 행성이라고 불리는 소행성대가 나중에 대략 이 지역에서 발견되었습니다. 또한 Bode 법칙은 물리적으로 정당화되지 않았으며 이제는 일종의 무작위 숫자 조합으로 간주됩니다. 게다가, 나중에 발견된(1848년) 해왕성은 그것과 일치하지 않는 궤도에 있었습니다.

언급된 4개의 소행성을 발견한 후 8년 동안 더 많은 관측을 했지만 성공하지 못했습니다. 그들은 나폴레옹 전쟁으로 인해 중단되었으며, 그 기간 동안 브레멘 근처의 릴리엔탈(Lilienthal) 마을이 불타버렸고 그곳에서 천문학자들과 소행성 사냥꾼들의 모임이 열렸습니다. 1830년에 관측이 재개되었지만 성공은 1845년 소행성 아스트레아의 발견과 함께 이루어졌습니다. 그 이후로 1년에 1개 이상의 빈도로 소행성이 발견되었습니다. 그들 대부분은 화성과 목성 사이의 주요 소행성 벨트에 속합니다. 1868년에는 이미 약 100개의 소행성이 발견되었고, 1981년에는 10,000개, 2000년에는 100,000개 이상이었습니다.

소행성의 화학 조성, 모양, 크기 및 궤도

소행성이 태양으로부터의 거리에 따라 분류되면 첫 번째 그룹에는 태양과 수성 사이의 작은 행성의 가상 벨트인 vulcanoids가 포함됩니다. 이 벨트에서는 아직 단 하나의 물체도 발견되지 않았으며, 수성 표면에는 소행성의 낙하에 의해 형성된 수많은 충돌 크레이터가 관찰되지만 이것이 이 벨트의 존재 증거가 될 수 없습니다. 이전에는 그곳에 소행성의 존재가 수성의 운동 이상을 설명하려 했으나 이후에는 상대론적 효과에 기초하여 설명되었다. 따라서 Vulcanoids의 존재 가능성에 대한 질문에 대한 최종 답변은 아직 받지 못했습니다. 그 다음은 4개 그룹에 속하는 지구 근방 소행성입니다.

메인 벨트 소행성화성과 목성의 궤도 사이, 즉 태양으로부터 2.1~3.3천문단위(AU) 떨어진 궤도에서 움직인다. 궤도의 평면은 황도에 가깝고 황도에 대한 기울기는 주로 최대 20도이며 일부 이심률은 0에서 0.35까지 최대 35도에 이릅니다. 분명히 가장 크고 가장 밝은 소행성이 가장 먼저 발견되었습니다. Ceres, Pallas 및 Vesta의 평균 직경은 각각 952, 544 및 525km입니다. 소행성의 크기가 작을수록 더 많이 존재합니다. 100,000개의 주요 벨트 소행성 중 140개만이 평균 직경이 120km 이상입니다. 모든 소행성의 총 질량은 상대적으로 작아서 달 질량의 약 4%에 불과합니다. 가장 큰 소행성인 세레스의 질량은 946·10 15톤이다. 값 자체는 매우 커 보이지만 달의 질량(735×10 17톤)의 1.3%에 불과하다. 첫 번째 근사치로, 소행성의 크기는 밝기와 태양으로부터의 거리에 의해 결정될 수 있습니다. 그러나 우리는 소행성의 반사 특성인 알베도도 고려해야 합니다. 소행성의 표면이 어두우면 약하게 빛납니다. 이러한 이유로 발견된 순서대로 그림에 있는 10개의 소행성 목록에서 세 번째로 큰 소행성인 Hygiea가 마지막에 있습니다.

주요 소행성대를 보여주는 그림은 많은 바위가 서로 상당히 가깝게 움직이는 것을 보여주는 경향이 있습니다. 사실, 일반적으로 말하면 벨트의 작은 총 질량이 큰 볼륨에 분산되어 공간이 다소 비어 있기 때문에 그림은 현실과 매우 거리가 멀다. 목성 궤도를 넘어 지금까지 발사된 모든 우주선은 소행성과 충돌할 위험 없이 소행성대를 통과했습니다. 그러나 천문학적 시간의 기준에 따르면 표면에 있는 분화구의 수로 판단할 수 있는 것처럼 소행성끼리 충돌하거나 행성과 충돌할 가능성이 더 이상 높아 보이지 않습니다.

트로이 목마- 행성의 궤도를 따라 움직이는 소행성, 그 중 첫 번째는 1906년 독일 천문학자 Max Wolf에 의해 발견되었습니다. 소행성은 목성의 궤도에서 태양 주위를 평균 60도 앞서 움직입니다. 또한, 목성보다 앞서 이동하는 천체의 전체 그룹이 발견되었습니다.

처음에 그들은 트로이를 포위하는 그리스인 편에서 싸운 트로이 전쟁의 전설 영웅을 기리기 위해 이름을 받았습니다. 목성을 이끄는 소행성 외에도 목성과 거의 같은 각도로 뒤처져 있는 소행성 그룹이 있습니다. 그들은 트로이의 수비수들의 이름을 따서 트로이 목마라고 명명되었습니다. 현재 두 그룹의 소행성을 트로이 목마라고 부르며, 이들은 삼체 문제에서 안정 운동의 포인트인 라그랑주 점 L 4 와 L 5 부근에서 움직인다. 주변에 떨어진 천체는 너무 멀리 가지 않고 진동 운동을 한다. 아직 설명되지 않은 이유로 목성보다 앞서 있는 소행성이 뒤처져 있는 것보다 약 40% 더 많습니다. 이것은 적외선 범위에서 작동하는 감지기가 장착된 40cm 망원경을 사용하여 미국 위성 NEOWISE에서 수행한 최근 측정에 의해 확인되었습니다. 적외선 범위의 측정은 가시광선을 제공하는 것과 비교하여 소행성을 연구할 가능성을 크게 확장합니다. 그 효과는 NEOWISE를 사용하여 목록화한 태양계의 소행성과 혜성의 수로 판단할 수 있습니다. 그 중 158,000개 이상이 있으며 장치의 임무는 계속됩니다. 흥미롭게도 트로이 목마는 대부분의 주요 벨트 소행성과 현저히 다릅니다. 그들은 무광택 표면, 적갈색을 띠고 주로 소위 D 등급에 속합니다. 이들은 매우 낮은 알베도, 즉 약한 반사 표면을 가진 소행성입니다. 그들과 유사한 것은 메인 벨트의 외부 영역에서만 찾을 수 있습니다.

트로이 목마가 있는 것은 목성만이 아닙니다. 지구(금성과 수성은 제외)를 포함한 태양계의 다른 행성도 트로이 목마와 함께 라그랑주 점 L 4 , L 5 부근에서 그룹화됩니다. Earth Trojan 소행성 2010 TK7은 NEOWISE 망원경의 도움으로 아주 최근인 2010년에 발견되었습니다. 그것은 지구보다 앞서 움직이지만 점 L 4 근처의 진동 진폭은 매우 큽니다. 소행성은 태양 주위에서 움직이는 지구 반대편 지점에 도달하고 황도면에서 비정상적으로 멀리 떨어져 있습니다.

이러한 큰 진동 진폭으로 인해 최대 2천만 킬로미터까지 지구에 접근할 수 있습니다. 그러나 적어도 향후 20,000년 동안 지구와의 충돌은 완전히 배제됩니다. 지상 트로이 목마의 움직임은 목성 트로이 목마의 움직임과 매우 다르며, 목성 트로이 목마는 이러한 상당한 각도 거리에 대해 라그랑주 점을 벗어나지 않습니다. 트로이 목마의 궤도가 황도면으로 기울어져 있기 때문에 지구에서 소행성에 도달하고 착륙하는 데 너무 높은 특성 속도가 필요하기 때문에 이러한 운동의 특성으로 인해 우주선이 도달하기가 어렵습니다. 높은 연료 소비.

카이퍼 벨트해왕성 궤도 밖에 있으며 최대 120AU까지 확장됩니다. 태양으로부터. 그것은 물 얼음과 얼어 붙은 가스를 포함하는 수많은 물체가 살고있는 황도면에 가깝고 소위 단주기 혜성의 근원 역할을합니다. 이 지역의 첫 번째 천체는 1992년에 발견되어 현재까지 1300개 이상의 천체가 발견되었으며, 카이퍼대 천체는 태양에서 매우 멀리 떨어져 있어 크기를 가늠하기 어렵다. 이것은 반사되는 빛의 밝기 측정을 기반으로 수행되며 계산의 정확도는 알베도 값을 얼마나 잘 알고 있는지에 달려 있습니다. 적외선 범위의 측정은 물체의 자체 방사 수준을 제공하기 때문에 훨씬 더 신뢰할 수 있습니다. 이러한 데이터는 가장 큰 카이퍼 벨트 천체에 대한 스피처 우주 망원경으로 얻은 것입니다.

벨트의 가장 흥미로운 대상 중 하나는 하와이의 다산과 출산의 여신의 이름을 따서 명명된 Haumea입니다. 그것은 충돌의 결과로 형성된 가족의 일부입니다. 이 개체는 다른 절반 크기와 충돌한 것 같습니다. 충돌로 인해 큰 얼음 덩어리가 흩어지고 Haumea가 약 4시간 동안 회전했습니다. 이러한 빠른 회전은 미식축구나 멜론 모양을 만들었습니다. Haumea에는 Hi'iaka(Hi'iaka)와 Namaka(Namaka)라는 두 개의 위성이 있습니다.

현재 받아 들여지는 이론에 따르면 카이퍼 벨트 물체의 약 90 %가 해왕성 궤도 너머 먼 원형 궤도에서 움직입니다. 이 벨트의 수십 개의 물체(그들은 태양까지의 거리에 따라 소행성 또는 혜성으로 나타나기 때문에 켄타우로스라고 불림), 아마도 태양에 더 가까운 지역에서 형성되고 천왕성과 중력의 영향 해왕성은 그것들을 최대 200AU까지의 aphelion이 있는 높은 타원 궤도로 옮겼습니다. 그리고 큰 성향. 그들은 10AU 두께의 원반을 형성했지만 카이퍼 벨트의 실제 외부 가장자리는 아직 결정되지 않았습니다. 더 최근에는 명왕성과 카론이 태양계 바깥쪽에서 가장 큰 얼음 행성의 유일한 사례로 간주되었습니다. 그러나 2005년에 또 다른 행성체가 발견되었습니다. Eris(그리스 불화의 여신의 이름을 따서 명명됨)는 지름이 명왕성의 지름보다 약간 작습니다(처음에는 10% 더 큰 것으로 가정했습니다). Eris는 38AU의 근일점을 가진 궤도에서 움직입니다. 및 aphelion 98 a.u. 그녀는 Dysnomia (Dysnomia)라는 작은 위성을 가지고 있습니다. 처음에 에리스는 태양계에서 명왕성 다음으로 10번째 행성으로 간주될 예정이었으나 대신 국제천문연맹(International Astronomical Union)이 행성 목록에서 명왕성을 제외하고 명왕성, 에리스, 케레스. 카이퍼 벨트에는 직경 100km의 수십만 개의 얼음 물체와 최소 1조 개의 혜성이 있다고 가정합니다. 그러나 이러한 물체는 대부분 가로 10~50km로 상대적으로 작고 밝지 않습니다. 태양 주위의 회전 기간은 수백 년으로 탐지를 크게 복잡하게 만듭니다. 우리가 약 35,000개의 카이퍼 벨트 물체의 직경이 100km 이상이라는 가정에 동의한다면, 그 총 질량은 주요 소행성 벨트에서 이 크기의 물체 질량보다 수백 배 더 큽니다. 2006년 8월, 중성자별 전갈자리 X-1의 X선 데이터 아카이브에서 작은 물체에 의한 일식이 발견되었다고 보고되었습니다. 이것은 크기가 약 100미터 이상인 카이퍼 벨트 물체의 수가 약 1천조(10 15)라고 주장할 근거를 제공했습니다. 처음에 태양계 진화의 초기 단계에서 카이퍼 벨트 물체의 질량은 10에서 50 지구 질량으로 지금보다 훨씬 컸습니다. 현재 카이퍼 벨트의 모든 몸체와 태양에서 더 멀리 떨어진 오르트 구름의 총 질량은 달의 질량보다 훨씬 적습니다. 컴퓨터 시뮬레이션에서 알 수 있듯이 원시 디스크의 거의 모든 질량은 70AU를 초과합니다. 해왕성에 의한 충돌로 인해 손실되었으며 벨트 물체가 먼지로 분쇄되어 태양풍에 의해 성간 공간으로 휩쓸려갔습니다. 이 천체들은 모두 태양계 형성 이후 원형 그대로 보존되어 왔다는 점에서 큰 관심을 받고 있습니다.

오르트 구름태양계에서 가장 멀리 있는 물체를 포함합니다. 그것은 5,000에서 100,000AU의 거리에 걸쳐 확장되는 구형 영역입니다. 태양으로부터 방출되며 태양계의 내부 영역에 도달하는 장주기 혜성의 근원으로 간주됩니다. 구름 자체는 2003년까지 도구적으로 관찰되지 않았습니다. 2004년 3월, 천문학자 팀은 기록적인 거리에서 태양 주위를 공전하는 행성과 같은 물체를 발견했다고 발표했습니다.

북극 해저 주민들에게 생명을 주는 에스키모 여신의 이름을 따서 세드나(Sedna)라고 명명된 이 천체(2003VB12)는 10,500년 주기로 매우 긴 타원 궤도를 그리며 매우 짧은 시간 동안 태양에 접근합니다. 그러나 태양에 접근하는 동안에도 Sedna는 55AU에 위치한 카이퍼 벨트의 외부 경계에 도달하지 않습니다. 태양에서: 궤도는 76(근일점)에서 1000(원일점) AU 사이에 있습니다. 이것은 세드나의 발견자들이 그것을 카이퍼 벨트 외부에 지속적으로 위치한 오르트 구름에서 처음으로 관측된 천체로 돌릴 수 있게 했습니다.

스펙트럼 특성에 따라 가장 간단한 분류는 소행성을 세 그룹으로 나눕니다.
C - 탄소(알려진 75%),
S - 실리콘(알려진 17%),
U - 처음 두 그룹에 포함되지 않음.

현재 위의 분류는 새로운 그룹을 포함하여 점점 더 확장되고 상세해지고 있습니다. 2002년까지 그 수는 24개로 늘어났습니다. 새로운 그룹의 예는 대부분 금속성 소행성의 M급입니다. 그러나 표면의 분광 특성에 따라 소행성을 분류하는 것은 매우 어려운 작업이라는 점을 고려해야 합니다. 같은 등급의 소행성은 반드시 동일한 화학 조성을 가질 필요는 없습니다.

소행성에 대한 우주 임무

소행성은 지상 망원경으로 상세한 연구를 하기에는 너무 작습니다. 레이더를 사용하여 이미지를 만들 수 있지만 이를 위해서는 지구에 충분히 가까이 날아야 합니다. 소행성의 크기를 결정하는 다소 흥미로운 방법은 지구 표면의 직접적인 항성 - 소행성 - 지점의 경로를 따라 여러 지점에서 소행성에 의한 별 엄폐를 관찰하는 것입니다. 이 방법은 소행성의 알려진 궤적에 따라 지구와 별 - 소행성 방향의 교차점이 계산되고 소행성의 추정 크기에 의해 결정되는이 경로를 따라 약간의 거리가 있다는 사실로 구성됩니다. , 별을 추적하는 망원경이 설치됩니다. 어느 시점에서 소행성은 별을 가리고 관찰자에게 사라졌다가 다시 나타납니다. 음영 시간의 길이와 소행성의 알려진 속도에서 직경이 결정되고 충분한 수의 관찰자가 있으면 소행성의 실루엣도 얻을 수 있습니다. 이제 성공적으로 조정된 측정을 수행하는 아마추어 천문학자 커뮤니티가 있습니다.

우주선이 소행성으로 비행하면 연구에 비교할 수 없을 정도로 더 많은 기회가 열립니다. 첫 번째 소행성(951 Gaspra)은 1991년 목성을 향해 가는 갈릴레오 우주선에 의해 촬영되었으며, 1993년에는 소행성 243 Ida와 그 위성 Dactyl을 촬영했습니다. 그러나 말하자면 그것은 우연히 이루어졌습니다.

소행성 탐사를 위해 특별히 설계된 최초의 우주선은 NEAR Shoemaker로 소행성 253 마틸다를 촬영한 다음 2001년 433 Eros 주위의 궤도에 진입하여 표면에 착륙했습니다. 나는 착륙이 원래 계획되지 않았다고 말해야하지만 위성 궤도에서이 소행성을 성공적으로 연구 한 후 연착륙을 시도하기로 결정했습니다. 장치에 착륙 장치가 장착되어 있지 않고 제어 시스템이 이러한 작업을 제공하지 않았지만 지구의 명령으로 장치를 착륙시킬 수 있었고 시스템은 계속해서 표면에서 작동했습니다. 또한 Matilda의 비행은 일련의 이미지를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 장치 궤적의 섭동으로부터 소행성의 질량을 결정할 수 있게 했습니다.

부수적인 작업으로(메인 실행 중) Deep Space 장치는 1999년에 소행성 9969 Braille를, Stardust 장치는 소행성 5535 Annafranc를 탐사했습니다.

2010년 6월 일본 Hayabus 장치("매"로 번역)의 도움으로 분광 등급의 지구 근방 소행성(Apollos)에 속하는 소행성 25 143 Itokawa의 표면에서 토양 샘플을 지구로 반환하는 것이 가능했습니다. S(실리콘). 소행성의 사진은 많은 바위와 조약돌이 있는 험준한 지형을 보여줍니다. 그 중 1000개 이상은 직경이 5미터 이상이고 일부는 최대 50미터입니다. 이토카와의 이 기능은 나중에 다시 다루겠습니다.

2004년 유럽 우주국이 추류모프-게라시멘코 혜성에 발사한 로제타 우주선은 2014년 11월 12일 핵에 필라 모듈을 성공적으로 착륙시켰다. 그 과정에서 우주선은 2008년 소행성 2867 슈타인과 2010년 루테티아 21호 주위를 비행했다. 이 장치는 나폴레옹이 고대 도시인 필라에 섬의 고대 도시 로제타 근처에서 이집트에서 발견한 돌(로제타)의 이름에서 착륙선의 이름을 따왔습니다. 고대 이집트인과 고대 그리스의 두 가지 언어로 된 텍스트가 돌에 새겨져 있습니다. 고대 이집트인 문명의 비밀을 밝히는 열쇠를 준 상형 문자 해독. 역사적인 이름을 선택하면서 프로젝트 개발자는 태양계의 기원과 진화의 비밀을 밝히는 임무의 목적을 강조했습니다.

이 임무는 혜성의 핵 표면에 Philae 모듈이 착륙할 당시 태양에서 멀리 떨어져 있어 비활성 상태였다는 점에서 흥미롭습니다. 태양에 접근함에 따라 핵의 표면이 가열되고 가스와 먼지의 방출이 시작됩니다. 이러한 모든 과정의 발전은 사건의 중심에서 관찰될 수 있습니다.

매우 흥미로운 것은 NASA 프로그램에 따라 수행되는 진행중인 임무 Dawn (Dawn)입니다. 이 장치는 2007년 발사되어 2011년 7월 소행성 베스타에 도달한 후 위성 궤도로 옮겨져 2012년 9월까지 그곳에서 연구를 수행했습니다. 현재 이 장치는 가장 큰 소행성인 세레스로 향하고 있습니다. 그것에는 전기 로켓 이온 추진기가 있습니다. 작동 유체(크세논)의 만료 속도에 따라 결정되는 효율성은 기존 화학 엔진의 효율성보다 거의 10배 더 높습니다(1999년 "Science and Life" No. 9, 기사 "Space electric locomotive" 참조). "). 이것은 한 소행성의 위성 궤도에서 다른 소행성의 위성 궤도로 비행하는 것을 가능하게 했습니다. 소행성 베스타와 세레스는 주요 소행성대에서 가장 가까운 궤도를 돌며 가장 크지만 물리적 특성은 크게 다릅니다. Vesta가 "건조한" 소행성이라면 지상 관측에 따르면 Ceres에는 물, 계절에 따라 변하는 얼음 얼음, 심지어 매우 얇은 대기층이 있습니다.

중국인들은 또한 그들의 Chang'e 우주선을 소행성 4179 Tautatis에 보내 소행성 탐사에 기여했습니다. 그는 표면의 일련의 사진을 찍었지만 최소 비행 거리는 3.2km에 불과했습니다. 그러나 베스트 샷은 47km 거리에서 촬영되었습니다. 이미지는 소행성이 길이 4.6km, 지름 2.1km로 불규칙하게 길쭉한 모양을 가지고 있음을 보여줍니다. 소행성의 질량은 500억 톤이며 매우 흥미로운 특징은 밀도가 매우 고르지 않다는 것입니다. 소행성 부피의 한 부분은 밀도가 1.95g/cm 3 이고 다른 부분은 2.25g/cm 3 입니다. 이와 관련하여 두 개의 소행성이 결합하여 Tautatis가 형성되었다고 제안되었습니다.

가까운 장래에 소행성 임무에 관해서는 일본 항공 우주국과 함께 시작할 수 있습니다. 일본 항공 우주국은 소행성 1999 JU3에서 지구로 토양 샘플을 반환하는 것을 목표로 2015년 Hyabus-2 우주선 발사와 함께 연구 프로그램을 계속할 계획입니다. 2020년. 소행성은 스펙트럼 클래스 C에 속하며 지구의 궤도를 가로 지르는 궤도에 있으며 그 aphelion은 거의 화성의 궤도에 도달합니다.

1년 후, 즉 2016년에 NASA OSIRIS-Rex 프로젝트가 시작되는데, 그 목적은 최근 Bennu라고 명명되고 스펙트럼 등급 C로 지정된 지구 근처 소행성 1999 RQ36의 표면에서 토양을 반환하는 것입니다. 이 장치는 2018년에 소행성에 도달하고 2023년에는 59g의 암석을 지구에 전달할 계획입니다.

이 모든 프로젝트를 나열하면 소행성 문제에 대한 유명한 미국 전문가 Donald Yeomans의 진술을 확인하는 것처럼 2013 년 2 월 15 일 Chelyabinsk 근처에 떨어진 약 13,000 톤의 소행성은 말할 것도 없습니다. 소행성으로 날아가는 것이 아니라 우리에게 날아갑니다." 이것은 소행성 연구의 또 다른 측면, 즉 소행성 위험과 소행성이 지구와 충돌할 가능성과 관련된 문제의 해결책의 중요성을 강조했습니다.

소행성 재지정 임무(Asteroid Redirect Mission, 또는 소위 Keck 프로젝트)에서 소행성을 연구하는 매우 예상치 못한 방법을 제안했습니다. 그 개념은 Pasadena(캘리포니아)에 있는 Keck 우주 연구 연구소에서 개발했습니다. 윌리엄 마이런 켁(William Myron Keck)은 1954년 미국 과학 연구 재단(US Scientific Research Foundation)을 설립한 유명한 미국 자선가입니다. 이 프로젝트에서는 소행성 탐사 임무가 사람의 참여로 해결되는 것, 즉 소행성에 대한 임무가 유인되어야 한다는 것을 초기 조건으로 가정했다. 그러나이 경우 지구로의 귀환과 함께 전체 비행 기간은 불가피하게 최소 몇 개월이 될 것입니다. 그리고 유인 원정대에게 가장 불쾌한 것은 비상 사태가 발생했을 때 이 시간을 허용 가능한 한도로 줄일 수 없다는 것입니다. 따라서 소행성으로 날아가는 대신 반대로 무인 차량을 사용하여 소행성을 지구로 배달하는 것이 제안되었습니다. 하지만 첼랴빈스크 소행성처럼 표면이 아니라 달과 비슷한 궤도로, 가까워진 소행성에 유인 우주선을 보낸다. 이 우주선은 접근하여 그것을 포획하고 우주 비행사가 그것을 연구하고 암석 샘플을 채취하여 지구로 전달할 것입니다. 그리고 비상시 우주비행사들은 일주일 안에 지구로 돌아올 수 있습니다. 이런 식으로 움직이는 소행성의 역할에 대한 주요 후보로 NASA는 이미 큐피드에 속하는 지구 근처 소행성 2011 MD를 선택했습니다. 지름은 7~15m, 밀도는 1g/cm3, 즉 무게가 약 500톤에 달하는 느슨한 잔해 더미처럼 보일 수 있습니다. 그 궤도는 황도에 대해 2.5도 기울어진 지구의 궤도에 매우 가깝고 주기는 1.056AU의 반장축에 해당하는 396.5일입니다. 소행성이 2011년 6월 22일에 발견되었고 6월 27일에 지구에 매우 가까이 날아갔다는 점은 흥미롭습니다. 불과 12,000km입니다.

소행성을 지구 위성 궤도로 포착하는 임무는 2020년대 초에 계획되어 있습니다. 소행성을 포착하여 새로운 궤도로 옮기도록 설계된 우주선에는 크세논 전기 추진기가 장착됩니다. 소행성의 궤도를 변경하는 작업에는 달 근처의 중력 기동도 포함됩니다. 이 기동의 핵심은 전기 로켓 엔진의 도움으로 움직임을 제어하는 ​​것인데, 이는 달 부근의 통과를 보장합니다. 동시에, 중력장의 영향으로 인해 소행성의 속도는 초기 쌍곡선(즉, 지구의 중력장에서 벗어나게 함)에서 지구 위성의 속도로 변경됩니다.

소행성의 형성과 진화

소행성 발견의 역사에 관한 섹션에서 이미 언급했듯이, 첫 번째 소행성은 가상의 행성을 찾는 동안 발견되었으며, 보데 법칙(현재 잘못된 것으로 인식됨)에 따라 다음 사이의 궤도에 있어야 합니다. 화성과 목성. 발견되지 않은 행성의 궤도 근처에 소행성 벨트가 있음이 밝혀졌습니다. 이것은이 벨트가 파괴의 결과로 형성되었다는 가설을 세우는 기초가되었습니다.

이 행성의 이름은 고대 그리스 태양신 헬리오스의 아들 이름을 따서 파이톤(Phaeton)이라고 명명되었습니다. Phaeton의 파괴 과정을 시뮬레이션하는 계산은 모든 종류에서 이 가설을 확인하지 못했습니다. 행성이 목성과 화성의 중력에 의해 찢어지는 것부터 시작하여 다른 천체와의 충돌로 끝나는 것입니다.

소행성의 형성과 진화는 태양계 전체의 출현 과정의 구성 요소로만 간주 될 수 있습니다. 현재 일반적으로 받아 들여지는 이론은 태양계가 가스와 먼지의 원시 축적에서 발생했다고 제안합니다. 클러스터에서 디스크가 형성되었으며, 그 불균질성은 태양계의 행성과 작은 몸체의 출현으로 이어졌습니다. 이 가설은 젊은 별의 행성계의 발달을 초기 단계에서 감지할 수 있게 해주는 현대 천문학적 관측에 의해 뒷받침됩니다. 컴퓨터 모델링도 그것을 확인시켜주며, 행성계의 발전 과정 중 특정 단계에 있는 행성계의 그림과 놀라울 정도로 유사한 그림을 구성합니다.

행성 형성의 초기 단계에서 행성의 "배아"라는 소위 행성이 발생했으며 중력의 영향으로 먼지가 부착되었습니다. 이러한 행성 형성의 초기 단계의 예로 소행성 루테티아(Lutetia)가 지적된다. 직경이 130km에 달하는 이 다소 큰 소행성은 단단한 부분과 두꺼운(최대 1km) 먼지 층이 부착되어 있으며 표면에 흩어져 있는 바위로 구성되어 있습니다. 원시 행성의 질량이 증가함에 따라 인력과 결과적으로 형성되는 천체의 압축력이 증가했습니다. 물질이 가열되고 녹으면서 물질의 밀도에 따라 원시행성이 성층화되고 몸체가 구형으로 전환됩니다. 대부분의 연구자들은 태양계 진화의 초기 단계에서 오늘날 관찰되는 행성과 작은 천체보다 더 많은 원시행성이 형성되었다는 가설에 기울어져 있습니다. 그 당시 형성된 가스 거인 목성과 토성은 태양에 더 가까운 시스템으로 이동했습니다. 이것은 태양계의 떠오르는 천체의 움직임에 심각한 무질서를 도입하고 중폭격의 시대라고 불리는 과정의 발달을 일으켰습니다. 주로 목성의 공명 영향의 결과로 생성된 천체의 일부는 시스템의 외곽으로 튕겨져 나왔고 일부는 태양에 던져졌습니다. 이 과정은 41억 년 전부터 38억 년 전까지 계속되었습니다. 중폭격 후기라고 불리는 이 시기의 흔적은 달과 수성에 많은 충돌 분화구의 형태로 남아 있다. 화성과 목성 사이에 물체가 형성될 때도 같은 일이 일어났습니다. 두 물체 사이의 충돌 빈도는 오늘날 우리가 보는 것보다 더 크고 규칙적인 물체로 변하는 것을 방지할 만큼 충분히 높았습니다. 그들 중에는 진화의 특정 단계를 거친 후 충돌하는 동안 분할 된 몸체의 파편과 더 큰 몸체의 일부가 될 시간이 없었기 때문에 더 고대 형성의 샘플을 나타내는 물체가 있다고 가정합니다 . 위에서 언급했듯이 Lutetia 소행성은 바로 그러한 샘플입니다. 이것은 2010년 7월 근접 비행 중 촬영을 포함하여 Rosetta 우주선이 수행한 소행성에 대한 연구에 의해 확인되었습니다.

따라서 목성은 주요 소행성대의 진화에 중요한 역할을 합니다. 그것의 중력 영향으로 인해 우리는 현재 관찰된 주요 벨트 내의 소행성 분포 사진을 얻었습니다. 카이퍼 벨트의 경우 목성의 역할에 해왕성의 영향이 추가되어 천체가 태양계의 이 외딴 지역으로 방출됩니다. 거대한 행성의 영향은 훨씬 더 먼 오르트 구름까지 확장되지만 현재보다 태양에 더 가깝게 형성되었다고 가정합니다. 거대한 행성에 접근하는 진화의 초기 단계에서, 자연 운동의 원시 물체(행성체)는 우리가 중력 기동이라고 부르는 것을 수행하여 오르트 구름에 기인한 공간을 보충했습니다. 태양으로부터 그렇게 먼 거리에 있기 때문에 그들은 또한 우리 은하계의 별들의 영향을 받기도 합니다. 즉, 은하수는 태양주위 공간의 가까운 영역으로 돌아가는 궤적으로 혼란스러운 전환으로 이어집니다. 우리는 장주기 혜성을 관찰합니다. 예를 들어, 1995년 7월 23일에 발견되어 1997년에 근일점에 도달한 20세기의 가장 밝은 혜성인 Hale-Bopp 혜성을 가리킬 수 있습니다. 태양 주위를 공전하는 기간은 2534년이고 원점은 185AU의 거리에 있습니다. 태양으로부터.

소행성 혜성 위험

달 표면의 수많은 분화구, 수성 및 태양계의 다른 천체는 종종 지구에 대한 소행성-혜성 위험 수준의 예시로 언급됩니다. 그러나 이러한 분화구의 대다수는 "강력한 폭격의 기간" 동안 형성되었기 때문에 그러한 참조가 완전히 정확하지는 않습니다. 그럼에도 불구하고 지구 표면에서는 위성 이미지 분석을 포함한 현대 기술을 사용하여 태양계 진화의 훨씬 후기에 속하는 소행성과의 충돌 흔적을 감지하는 것이 가능합니다. 가장 크고 오래된 알려진 분화구인 Vredefort는 남아프리카에 있습니다. 지름은 약 250km, 나이는 20억년으로 추정된다.

멕시코 유카탄 반도 해안에 있는 칙술루브 분화구는 6500만 년 전 소행성 충돌 후 형성됐으며, 이는 TNT 100테라톤(1012톤)의 폭발 에너지와 맞먹는다. 현재 공룡의 멸종은 태양을 덮고 있는 대기에 형성된 먼지층으로 인해 쓰나미, 지진, 화산 폭발 및 기후 변화를 일으킨 이 대격변의 결과로 여겨집니다. 막내 중 하나인 Barringer Crater는 미국 애리조나주 사막에 있습니다. 직경은 1200미터, 깊이는 175미터입니다. 50,000년 전 직경 약 50m, 질량 수십만 톤의 철 운석이 충돌하여 발생했습니다.

현재 총체적으로 약 170개의 충돌 크레이터가 천체의 붕괴로 인해 형성되었습니다. 첼랴빈스크 인근에서 발생한 사건은 2013년 2월 15일 이 지역의 대기권에 소행성이 진입했을 때 가장 주목을 받았는데, 그 규모는 약 17m, 질량은 13,000톤으로 추산된다. 그것은 20km의 고도에서 공중에서 폭발했으며 600kg의 가장 큰 부분은 Chebarkul 호수에 떨어졌습니다.

그 추락은 사상자로 이어지지 않았고 파괴는 눈에 띄었지만 치명적이지는 않았습니다. 유리가 상당히 넓은 지역에서 깨졌고 첼랴빈스크 아연 공장의 지붕이 무너졌고 약 1,500명이 유리 파편으로 부상을 입었습니다. 운의 요소로 인해 재앙이 발생하지 않았다고 믿어집니다. 운석이 떨어지는 궤적은 완만했습니다. 그렇지 않으면 결과가 훨씬 더 어려웠을 것입니다. 폭발 에너지는 히로시마에 투하된 폭탄 30개에 해당하는 0.5메가톤의 TNT와 맞먹는다. 첼랴빈스크 소행성은 1908년 6월 17일(30일) 퉁구스카 운석의 폭발 이후 이 규모의 가장 상세한 사건이 되었다. 현대 추정에 따르면 첼랴빈스크와 같은 천체의 붕괴는 전 세계적으로 약 100년에 한 번 발생합니다. Tunguska 사건의 경우 10~15메가톤 TNT의 에너지로 고도 18km에서 폭발로 직경 50km의 지역에 걸쳐 나무가 타버리고 쓰러지는 등의 재난이 한 번 정도 발생한다. 300년마다. 그러나 언급 된 것보다 더 자주 지구와 충돌하는 더 작은 몸체가 눈에 띄는 손상을 일으키는 경우가 있습니다. 예를 들면 1947년 2월 12일 블라디보스토크 북동쪽 시호테-알린에 떨어진 4미터 소행성이 있습니다. 소행성은 작았지만 거의 전체가 철로 이루어져 있었고 지구 표면에서 관찰된 것 중 가장 큰 철 운석으로 밝혀졌습니다. 5km 고도에서 폭발했고 플래시는 태양보다 더 밝았습니다. 폭발 진원지(지구 표면에 투영)는 무인도였으나 직경 2km의 지역에서 숲이 피해를 입고 직경 26m에 달하는 100개 이상의 분화구가 형성됐다. . 그런 물체가 대도시에 떨어지면 수백, 수천 명이 사망합니다.

동시에, 소행성 낙하의 결과로 특정 사람이 사망할 확률이 매우 낮다는 것은 매우 분명합니다. 이것은 심각한 사상자 없이 수백 년이 지나고 큰 소행성이 떨어져 수백만 명이 사망할 가능성을 배제하지 않습니다. 테이블에서. 1은 다른 사건으로 인한 사망률과 상관관계가 있는 소행성 충돌 확률을 보여줍니다.

다음 소행성 충돌이 언제 일어날지는 알 수 없으며, 그 결과는 첼랴빈스크 사건과 비슷하거나 더 심각합니다. 20년, 몇 세기 후에 떨어질 수도 있지만 내일도 떨어질 수 있습니다. 첼랴빈스크 사건과 같은 사건에 대한 조기 경보를 받는 것은 바람직할 뿐만 아니라 50미터보다 큰 잠재적으로 위험한 물체를 효과적으로 우회하는 것이 필요합니다. 더 작은 소행성의 지구와의 충돌에 관해서는 이러한 사건이 우리가 생각하는 것보다 더 자주 발생합니다. 약 2주에 한 번입니다. 이것은 NASA에서 준비한 지난 20년 동안 1미터 이상 떨어진 소행성의 낙하 지도에 의해 설명됩니다.

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잠재적으로 위험한 지구 근처 물체를 편향시키는 방법

2004년 2036년 지구와 충돌할 확률이 상당히 높다고 여겨졌던 소행성 아포피스(Apophis)의 발견으로 소행성-혜성 방어 문제에 대한 관심이 크게 높아졌다. 위험한 천체를 탐지하고 분류하는 작업이 시작되었으며 지구와의 충돌을 방지하는 문제를 해결하기 위한 연구 프로그램이 시작되었습니다. 그 결과, 발견된 소행성과 혜성의 수가 극적으로 증가하여 프로그램 작업이 시작되기 전에 알려진 것보다 더 많이 발견되었습니다. 다소 이국적인 것을 포함하여 지구와의 충돌 궤적에서 소행성을 편향시키는 다양한 방법도 제안되었습니다. 예를 들어, 위험한 소행성의 표면을 페인트로 코팅하여 반사 특성을 변경하면 햇빛의 압력으로 인해 소행성의 궤적이 필요한 편향이 발생합니다. 우주선을 충돌시켜 위험한 물체의 궤적을 바꾸는 방법에 대한 연구가 계속되었습니다. 후자의 방법은 매우 유망한 것으로 보이며 현대 로켓 및 우주 기술의 능력을 능가하는 기술을 사용할 필요가 없습니다. 그러나 그 효과는 귀환 우주선의 질량에 의해 제한됩니다. 가장 강력한 러시아 항공 모함 Proton-M의 경우 5-6 톤을 초과 할 수 없습니다.

예를 들어 질량이 약 4천만 톤인 Apophis의 속도 변화를 추정해 보겠습니다. 10km/s의 상대 속도로 5톤 무게의 우주선과 충돌하면 초당 1.25밀리미터가 됩니다. 예상 충돌보다 훨씬 전에 타격이 전달되면 필요한 편향을 생성할 수 있지만 이 "긴 시간"은 수십 년이 될 것입니다. 현재까지 수용 가능한 정확도로 소행성의 궤도를 예측하는 것은 불가능합니다. 특히 충돌 역학의 매개변수를 알고 결과적으로 소행성의 속도 벡터에서 예상되는 변화를 추정하는 데 불확실성이 있다는 점을 고려할 때 그렇습니다. 따라서 위험한 소행성을 지구와의 충돌로부터 빗나가게 하려면 더 거대한 발사체를 그곳으로 향하게 할 기회를 찾아야 합니다. 따라서 우리는 우주선의 질량, 예를 들어 1500톤을 훨씬 초과하는 질량을 가진 또 다른 소행성을 제안할 수 있습니다. 그러나 그러한 소행성의 움직임을 제어하려면 아이디어를 실행에 옮기는 데 너무 많은 연료가 필요합니다. 따라서 소행성 발사체의 궤적에 필요한 변화를 위해 자체적으로 연료 소비가 필요하지 않은 소위 중력 기동을 사용하는 것이 제안되었습니다.

중력 기동은 지구, 금성, 태양계의 다른 행성 및 위성과 같은 상당히 거대한 몸체의 우주 물체 (우리의 경우 소행성 발사체)에 의한 비행으로 이해됩니다. 기동의 의미는 중력 영향으로 인해 물체의 궤도를 변경할 수 있도록 하는 비행체(고도, 초기 위치 및 속도 벡터)와 관련된 궤적 매개변수의 선택에 있습니다. 우리의 경우 소행성) 충돌 궤적에 있도록 태양 주위에. 즉, 로켓 엔진의 도움으로 제어 대상에 속도 충격을 전달하는 대신 행성의 인력 또는 슬링 효과로 인해 이 충격을 받습니다. 또한 충격의 크기는 5km / s 이상으로 중요 할 수 있습니다. 표준 로켓 엔진으로 만들려면 장치 질량의 3.5배에 달하는 연료를 소비해야 합니다. 그리고 중력 조작 방법의 경우 연료는 장치를 계산된 조작 궤적으로 가져오는 데만 필요하므로 소비가 100배 감소합니다. 우주선의 궤도를 변경하는이 방법은 새로운 것이 아닙니다. 지난 세기의 30 년대 초반 소련 로켓 기술 F.A.의 선구자가 제안한 것입니다. 잰더. 현재 이 기술은 우주 비행에 널리 사용됩니다. 예를 들어 유럽 우주선 로제타를 다시 한 번 언급하는 것으로 충분합니다. 10년 간의 임무를 수행하는 동안 지구 근처에서 3번, 화성 근처에서 1번의 중력 기동을 수행했습니다. 처음 Halley의 혜성을 도는 소련 우주선 Vega-1과 Vega-2를 기억할 수 있습니다. 가는 길에 그들은 금성의 중력장을 사용하여 중력 기동을 수행했습니다. 2015년에 명왕성에 도달하기 위해 NASA의 New Horizons 우주선은 목성 필드에서 기동을 사용했습니다. 중력 지원을 사용하는 임무 목록은 이러한 예에서 완전하지 않습니다.

상대적으로 작은 지구 근처 소행성을 지구와의 충돌 궤적에서 벗어나 위험한 천체로 안내하기 위한 중력 기동의 사용은 러시아 과학 아카데미의 우주 연구소 직원이 국제 회의에서 제안했습니다. 2009년 몰타에서 조직된 소행성 위험 문제. 그리고 다음 해에 이 개념을 설명하고 정당화하는 저널 출판물이 나왔습니다.

개념의 타당성을 확인하기 위해 위험한 천체의 예로 소행성 아포피스를 선택했습니다.

처음에 그들은 소행성이 지구와 충돌했다고 주장되는 약 10년 전에 소행성의 위험이 확립된다는 조건을 받아들였습니다. 이에 소행성이 자신을 통과하는 궤적을 이탈하는 시나리오를 구축했다. 우선, 궤도가 알려진 지구 근처 소행성 목록에서 하나가 선택되었으며, 이는 소행성이 늦어도 아포피스에 충돌하지 않도록 하는 중력 기동을 수행하기에 적합한 궤도로 지구 부근으로 옮겨질 것입니다. 2035. 선택 기준으로 우리는 소행성을 그러한 궤적으로 전달하기 위해 소행성에 전달되어야 하는 속도 충격의 크기를 취했습니다. 최대 허용 충격은 20m/s였습니다. 다음으로, 다음 비행 시나리오에 따라 소행성을 아포피스로 유도할 수 있는 작전에 대한 수치해석을 수행하였다.

Proton-M 발사체의 헤드 유닛을 Breeze-M 부스터 유닛의 도움으로 낮은 지구 궤도로 발사한 후 우주선은 발사체 소행성의 비행 경로로 옮겨져 표면에 착륙합니다. 장치는 표면에 고정되어 있으며 엔진을 켜는 지점까지 소행성과 함께 이동하여 소행성에 충격을 주고 중력 기동의 계산된 궤적으로 전달하여 지구 주위를 비행합니다. 운동 과정에서 목표 소행성과 발사체 소행성의 운동 매개변수를 결정하는 데 필요한 측정이 수행됩니다. 측정 결과를 바탕으로 발사체의 궤적을 계산하고 수정합니다. 장치의 추진 시스템의 도움으로 소행성은 목표를 향한 이동 궤적 매개 변수의 오류를 수정하는 속도 충격을 받습니다. 발사체 소행성에 대한 우주선의 비행 궤적에 대해 동일한 작업이 수행됩니다. 시나리오 개발 및 최적화의 핵심 매개변수는 발사체 소행성에 전달되어야 하는 속도 충격입니다. 이 역할의 후보자에게는 충격 메시지의 날짜, 지구에 소행성이 도착한 날짜 및 위험한 물체와의 충돌이 결정됩니다. 이러한 매개변수는 발사체 소행성에 가해지는 운동량이 최소가 되도록 선택됩니다. 연구 과정에서 소행성의 전체 목록이 후보로 분석되었으며 현재 궤도 매개 변수가 알려져 있으며 그 중 약 11,000개가 있습니다.

계산 결과 5개의 소행성이 발견되었으며 크기를 포함한 특성은 표에 나와 있습니다. 2. 소행성에 부딪혔는데, 그 치수는 최대 허용 질량인 1500-2000톤에 해당하는 값을 크게 초과했습니다. 이와 관련하여 두 가지 언급이 있어야 합니다. 첫째, 지구와 가까운 소행성의 완전한 목록과는 거리가 먼(11,000개) 분석에 사용되었지만 현대 추정에 따르면 그 중 적어도 100,000개가 있습니다. (우리는 소행성 Itokawa를 기억할 수 있습니다). 달 궤도에 작은 소행성을 전달하기 위한 미국 프로젝트에서 현실적이라고 평가되는 것은 바로 이 접근 방식이라는 점에 유의하십시오. 테이블에서. 2 소행성 2006 XV4가 발사체로 사용되는 경우 가장 작은 속도 충격(단 2.38m/s)이 필요하다는 것을 알 수 있습니다. 사실, 그 자신은 너무 커서 예상 한계인 1500톤을 초과합니다. 그러나 그러한 질량(있는 경우)이 있는 표면의 파편이나 바위를 사용하는 경우 표시된 충동은 1.2톤의 연료를 소비하는 3200m/s의 가스 배출 속도를 가진 표준 로켓 엔진을 생성합니다. 계산에 따르면 총 질량이 4.5톤 이상인 장치는이 소행성 표면에 착륙 할 수 있으므로 연료 전달에 문제가 발생하지 않습니다. 그리고 전기 로켓 엔진을 사용하면 연료 소비(더 정확하게는 작동유체)를 110kg으로 줄일 수 있습니다.

그러나 필요한 속도 임펄스에 대한 표에 제공된 데이터는 속도 벡터의 필요한 변경이 절대적으로 정확하게 실현되는 이상적인 경우를 참조한다는 점을 고려해야 합니다. 사실, 이것은 사실이 아니며 이미 언급했듯이 궤도 수정을 위한 작동 유체의 공급이 필요합니다. 지금까지 달성된 정확도로 보정에는 최대 총 30m/s가 필요할 수 있으며, 이는 위험한 물체를 가로채는 문제를 해결하기 위해 속도 변화 크기의 공칭 값을 초과합니다.

우리의 경우 제어 대상의 질량이 300배 더 크면 다른 솔루션이 필요합니다. 그것은 존재합니다 - 이것은 전기 로켓 엔진의 사용으로, 동일한 수정 충동에 대해 작동 유체의 소비를 10분의 1로 줄일 수 있습니다. 또한 유도의 정확도를 높이기 위해 미리 위험한 소행성의 표면에 배치하는 송수신기가 장착된 소형 장치와 주장치를 동반하는 2개의 부위성을 포함하는 항법시스템을 사용하는 것을 제안한다. . 트랜시버의 도움으로 장치 사이의 거리와 상대 속도가 측정됩니다. 이러한 시스템을 사용하면 목표에 대한 접근의 마지막 단계에서 수십 킬로그램의 추력을 가진 소형 화학 엔진이 사용된다면 소행성 발사체가 50미터 이내의 편차로 목표물을 명중할 수 있습니다. 2m/s 이내의 속도 임펄스를 생성합니다.

위험한 물체를 빗나가게 하기 위해 작은 소행성을 사용하는 개념의 타당성을 논의할 때 발생하는 문제 중 소행성이 지구와 충돌할 위험에 대한 질문이 그 주위의 중력 기동의 궤적으로 전달되는 것이 필수적입니다. 테이블에서. 2는 중력 기동을 수행할 때 근점에서 지구 중심으로부터 소행성까지의 거리를 보여준다. 4개의 경우 15,000km를 초과하고 소행성 1994년의 경우 GV는 7427.54km(지구의 평균 반지름은 6371km)입니다. 거리는 안전해 보이지만 소행성의 크기가 대기에서 타지 않고 지구 표면에 도달할 수 있는 정도라면 위험이 없다는 보장은 없습니다. 최대 허용 크기는 소행성이 철이 아닌 경우 직경 8-10미터를 고려합니다. 문제를 해결하는 근본적인 방법은 화성이나 금성을 사용하여 기동하는 것입니다.

연구를 위한 소행성 포착

소행성 재지정 임무(ARM) 프로젝트의 기본 아이디어는 직접 인간이 참여하는 연구에 더 편리한 다른 궤도로 소행성을 옮기는 것입니다. 따라서 달에 가까운 궤도가 제안되었습니다. 소행성 궤도를 변경하기 위한 또 다른 옵션으로, IKI RAS는 작은 소행성을 지구 근처의 위험한 물체로 안내하기 위해 개발된 것과 유사한 지구 근처의 중력 조작을 사용하여 소행성의 움직임을 제어하는 ​​방법을 고려했습니다.

이러한 기동의 목표는 특히 소행성과 지구의 주기 비율이 1:1인 지구의 궤도 운동에 공명하는 궤도로 소행성을 옮기는 것입니다. 지구 근처의 소행성 중에는 표시된 비율과 근위 반경의 허용 하한인 6700km에서 공진 궤도로 전송할 수 있는 13개가 있습니다. 이를 위해 그들 중 누구라도 20m/s를 초과하지 않는 속도 충격을 보고하는 것으로 충분합니다. 그들의 목록은 표에 나와 있습니다. 3, 속도 충격의 크기가 표시된 곳에서 소행성을 지구 근처의 중력 기동 궤적으로 옮기고 그 결과 궤도의주기가 지구, 즉 1 년과 같아집니다. 소행성의 태양 중심 운동에서 달성 가능한 최대 및 최소 속도도 여기에 나와 있습니다. 최대 속도가 매우 높을 수 있으므로 기동이 태양에서 상당히 멀리 떨어진 소행성을 던질 수 있다는 점은 흥미롭습니다. 예를 들어, 소행성 2012 VE77은 토성 궤도에서 떨어진 거리에 aphelion이 있는 궤도로 보내질 수 있고 나머지는 화성 궤도 너머로 보낼 수 있습니다.

공진 소행성의 장점은 매년 지구 부근으로 돌아온다는 것입니다. 이를 통해 적어도 매년 우주선을 소행성에 착륙시키고 토양 샘플을 지구에 전달할 수 있으며 하강 차량을 지구로 되돌리는 데 연료가 거의 필요하지 않습니다. 이와 관련하여 공진궤도의 소행성은 켁 프로젝트에서 계획한 바와 같이 달 궤도에 있는 소행성에 비해 되돌아오는데 상당한 연료소모가 필요하다는 장점이 있다. 무인 임무의 경우 이것이 결정적일 수 있지만 유인 비행의 경우 긴급 상황(1주일 또는 그 이전)에서 장치가 가능한 한 빨리 지구로 반환되도록 해야 하는 경우 이점이 측면에 있을 수 있습니다. ARM 프로젝트.

다른 한편으로, 공명 소행성이 지구로 매년 돌아오기 때문에 연구 조건을 최적화하기 위해 궤도를 변경할 때마다 주기적인 중력 운동이 가능합니다. 이 경우 궤도는 공진 상태를 유지해야 하며 이는 여러 중력 기동을 수행하여 구현하기 쉽습니다. 이 접근 방식을 사용하면 소행성을 지구와 동일한 궤도로 옮기는 것이 가능하지만 그 평면에 대해 약간 기울어집니다(황도 쪽으로). 그러면 소행성은 1년에 두 번 지구에 접근합니다. 일련의 중력 조작으로 인한 궤도 제품군에는 평면이 황도에 있지만 이심률이 매우 크며 소행성 2012 VE77과 같이 화성 궤도에 도달하는 궤도가 포함됩니다.

공명 궤도의 건설을 포함하여 행성에 대한 중력 조작 기술을 더욱 발전시키면 달을 사용하는 아이디어가 떠오릅니다. 사실은 순수한 형태의 행성의 중력 기동은 행성 주위를 비행 할 때 상대 운동의 에너지가 변하지 않기 때문에 위성의 궤도에 물체를 포착하는 것을 허용하지 않는다는 것입니다. 동시에 행성의 자연 위성 (달) 주위를 비행하면 에너지를 줄일 수 있습니다. 문제는 감소가 위성의 궤도로 전달하기에 충분해야 한다는 것, 즉 행성에 대한 초기 속도가 작아야 한다는 것입니다. 이 요구 사항이 충족되지 않으면 물체는 영원히 지구 부근을 떠날 것입니다. 그러나 결과적으로 소행성이 공진 궤도에 남아 있도록 결합 된 기동의 기하학을 선택하면 1 년 안에 기동을 반복 할 수 있습니다. 따라서 달의 공명 조건과 조정된 플라이바이를 유지하면서 지구 근처에서 중력 기동을 적용하여 지구 위성의 궤도로 소행성을 포착하는 것이 가능합니다.

중력 조작을 사용하여 소행성의 운동을 제어하는 ​​개념을 구현할 가능성을 확인하는 개별 사례가 지구와 충돌할 위협이 있는 천체에 대한 소행성-혜성 위험 문제의 해결을 보장하지 않는다는 것은 분명합니다. 특정한 경우에 그것을 향할 수 있는 적절한 소행성이 없을 수도 있습니다. 그러나 "신선한" 소행성 목록을 고려하여 수행된 계산의 최신 결과에서 알 수 있듯이, 소행성을 행성 부근으로 옮기는 데 필요한 최대 허용 속도 충격은 적합한 소행성의 수인 40m/s와 같습니다. 금성, 지구 및 화성의 경우 각각 29, 193 및 72입니다. 그들은 천체 목록에 포함되어 있으며 그 움직임은 현대 로켓과 우주 기술을 통해 제어할 수 있습니다. 현재 하루 평균 2~5개의 소행성이 발견됨에 따라 목록은 빠르게 증가하고 있습니다. 그래서 2014년 11월 1일부터 11월 21일까지 58개의 지구근접 소행성이 발견되었습니다. 지금까지 우리는 자연적인 천체의 움직임에 영향을 미칠 수 없었지만 이것이 가능해지면 문명 발전의 새로운 국면이 시작되고 있습니다.

기사에 대한 용어집

보드의 법칙(독일 수학자 요한 티티우스가 1766년에 제정하고 1772년 독일 천문학자 요한 보데가 재공식화한 티티우스-보데 법칙은 태양계 행성의 궤도와 태양, 그리고 행성 사이의 거리를 설명합니다. 그리고 자연 위성의 궤도. 그의 수학적 공식 중 하나: R i = (Di + 4)/10, 여기서 Di = 0, 3, 6, 12 ... n, 2n 및 R i는 천문 단위의 행성 궤도의 평균 반경입니다. (a. e.).

이 경험적 법칙은 3%의 정확도로 대부분의 행성에 유효하지만 물리적인 의미는 없는 것 같다. 그러나 태양계 형성 단계에서 중력 섭동의 결과 원시 행성의 궤도가 안정적인 것으로 판명 된 영역의 규칙적인 고리 구조가 발생했다는 가정이 있습니다. 나중에 태양계에 대한 연구에 따르면 일반적으로 보데의 법칙이 항상 충족되는 것은 아닙니다. 예를 들어 해왕성과 명왕성의 궤도는 그가 예측한 것보다 훨씬 더 태양에 가깝습니다(표 참조).

(위도에서 L 포인트 또는 libration 포인트. 라이브러리- 스윙) - 태양과 행성 또는 행성과 자연 위성과 같은 두 개의 거대한 몸체 시스템의 지점. 소행성이나 우주 실험실과 같이 훨씬 더 작은 질량을 가진 물체는 중력만 작용한다면 작은 진폭으로 진동하면서 라그랑주 점에 남을 것입니다.

라그랑주 점은 두 물체의 궤도 평면에 있으며 1에서 5까지의 인덱스로 지정됩니다. 처음 세 개는 동일선상에 있으며 무거운 물체의 중심을 연결하는 직선 위에 있습니다. 점 L 1은 질량이 큰 물체 사이, L 2 - 덜 무거운 물체 뒤에, L 3 - 큰 물체 뒤에 있습니다. 이 지점에서 소행성의 위치는 가장 불안정합니다. 점 L 4 와 L 5 - 삼각형 또는 트로이 목마 -는 큰 질량의 몸체를 연결하는 선의 양쪽에서 궤도에 있으며, 그것들을 연결하는 선(예: 태양과 지구)에서 60o의 각도입니다.

Earth-Moon 시스템의 Point L 1은 우주비행사들이 최소한의 연료 비용으로 달에 도달할 수 있도록 하는 유인 궤도 정거장 또는 이 시점에서 어느 쪽에도 가려지지 않는 태양을 관찰하기 위한 관측소를 배치하기에 편리한 장소입니다. 지구 또는 달.

Sun-Earth 시스템의 Point L 2는 우주 관측소 및 망원경을 구축하는 데 편리합니다. 이 지점에서 물체는 지구와 태양에 대한 방향을 무기한 유지합니다. 그것은 이미 미국 실험실 Planck, Herschel, WMAP, Gaia 및 기타 연구소를 보유하고 있습니다.

L 3 지점에서, SF 작가들은 특정 행성, 즉 멀리서 도착했거나 지구와 동시에 생성된 Counter-Earth를 반복적으로 배치했습니다. 현대의 관찰은 그것을 감지하지 못했습니다.

이심률(그림 1) - 2차 곡선의 모양을 나타내는 숫자(타원, 포물선 및 쌍곡선). 수학적으로 이것은 직선이라고 하는 이 점에서 직선까지의 거리에 대한 초점에 대한 곡선의 임의 점의 거리의 비율과 같습니다. 타원(소행성과 대부분의 다른 천체의 궤도)에는 두 개의 방향이 있습니다. 방정식은 다음과 같습니다. x = ±(a/e), 여기서 a는 타원의 반장축입니다. e - 이심률 - 주어진 곡선에 대한 상수 값. 타원의 이심률은 1보다 작습니다(포물선의 경우 e \u003d 1, 쌍곡선의 경우 e\u003e 1). e > 0일 때 타원의 모양이 원에 접근하고 e > 1일 때 타원은 점점 더 길어지고 압축되어 한계에 있는 세그먼트(자신의 장축 2a)로 퇴화합니다. 타원의 이심률에 대한 또 다른 간단하고 시각적인 정의는 초점까지의 최대 거리와 최소 거리 간의 차이와 그 합계의 비율, 즉 타원의 장축 길이입니다. 태양주위 궤도의 경우, 이것은 원일점과 근일점에서 천체까지의 거리 차이와 그 합(궤도의 장축)의 비율입니다.

맑은 바람- 태양 코로나의 플라즈마, 즉 하전 입자(양성자, 전자, 헬륨 핵, 산소 이온, 실리콘, 철, 황)가 태양으로부터 방사상 방향으로 일정한 흐름. 반지름이 100AU 이상인 구형 부피를 차지합니다. 즉, 부피의 경계는 태양풍의 동적 압력과 성간 가스의 압력, 은하의 자기장 및 은하계 우주선의 동일성에 의해 결정됩니다.

황도(그리스어에서. 에클레이시스- 일식) - 태양의 명백한 연간 움직임이 발생하는 천구의 큰 원. 실제로 지구는 태양 주위를 공전하기 때문에 황도는 지구 궤도면에 의한 천구의 단면입니다. 황도선은 황도대의 12개 별자리를 가로지릅니다. 그것의 그리스 이름은 그것이 고대부터 알려져 왔다는 사실 때문입니다. 일식과 월식은 달이 황도와 궤도의 교차점 근처에 있을 때 발생합니다.

소행성대의 인구는 매우 다양합니다. 그러나 이러한 모든 차이는 다양한 소행성 궤도 이전에 사라집니다. 태양계의 모든 행성은 거의 원형 궤도에서 같은 평면에서 움직입니다. 그리고 태양과 행성의 영향을 받는 소행성은 다양한 궤도를 따라 움직입니다. 그들의 움직임의 주요 지휘자는 물론 거대한 목성입니다. 소행성의 대부분은 평균적으로 태양으로부터 2.2-3.6 천문단위, 즉 화성과 목성의 궤도 사이에 위치하고 있으며 이 거성의 영향을 완전히 받습니다.

대부분의 소행성의 궤도 이심률은 0.3 미만(0.1에서 0.8 사이)이고 기울기는 16° 미만입니다.

소행성 중에는 그의 수행원처럼 태양 주위의 목성 궤도에서 움직이는 그룹이 있습니다. 그리스 그룹 (Achilles, Ajax, Odysseus 및 기타)은 목성보다 60 ° 앞서 있습니다. 트로이 목마 그룹(Priam, Aeneas, Troilus 및 기타)은 목성보다 60° 뒤에 있습니다. 현재 후자 그룹에는 약 700개의 소행성이 있는 것으로 믿어집니다.

소행성은 목성과의 만남이 규칙적으로 발생할 수 있는 궤도를 피하면서 덜 자주 목성을 만나는 것을 "선호"합니다. 따라서 소행성 벨트의 일부 지역은 거의 무인도입니다. 이들은 소위 Kirkwood 해치입니다. 일부 소행성은 목성과의 조우를 피하기 위해 목성과 공명하여 움직이며 궤도 주기를 거대한 행성의 공전 주기와 단순한 비율로 유지합니다. 주기 비율이 1:1인 이러한 공명의 가장 단순한 경우가 트로이 목마입니다. 1866년 미국의 천문학자 커크우드는 소행성의 자전 주기 분포와 궤도의 반장경 분포에 틈이 있음을 발견했습니다. Kirkwood는 소행성이 태양 주위를 도는 목성의 공전 주기에 대한 단순한 정수 비율인 주기(예: 1:2, 1:3, 2:5 등)를 피하는 것을 발견했습니다. 목성의 중력 영향으로 인해 소행성은 궤도를 변경하여 이 공간 영역을 떠납니다.

그러나 소행성은 목성과 화성의 궤도 사이에 위치할 뿐만 아니라 일부는 태양계 전체에 흩어져 있으며 각 행성에는 고유한 소행성 그룹이 있을 수 있습니다.

캐나다 천문학자 Wigert가 수행한 이름 없는 소행성 3753에 대한 연구에 따르면 이 소행성은 놀랍게도 지구를 동반하고 있습니다. 궤도의 평균 반경은 지구의 평균 반경과 거의 같기 때문에 태양 주위를 공전하는 기간은 거의 일치하다. 천천히 천천히, 소행성은 지구에 접근하고 있으며 접근하면 지구 중력의 영향으로 궤도를 약간 변경합니다. 소행성이 지구보다 뒤처져 있으면 정면에서 접근하여 지구의 중력이 느려집니다. 이것으로부터 소행성의 궤도의 크기와 그에 따른 공전 주기가 줄어들고, 지구를 앞지르기 시작하여 뒤에서 끝이 난다. 이제 지구의 중력으로 인해 소행성이 더 긴 주기로 더 높은 궤도로 이동하게 되며 원래의 상황이 반복됩니다. 소행성 3753의 궤도가 원형에 가까웠다면 지구에 대한 궤도는 편자 모양과 비슷할 것입니다. 그러나 소행성 궤도의 큰 이심률(e = 0.515)과 기울기(i = 20°)로 인해 소행성의 운동은 훨씬 더 복잡해집니다. 태양과 지구뿐만 아니라 다른 모든 행성의 영향을 받기 때문에 말굽 모양의 궤도를 따라 꾸준히 움직일 수 없습니다. 계산에 따르면 2500년 전에 소행성 3753이 화성의 궤도를 횡단했으며 약 8000년 전에 금성의 궤도를 횡단해야 했습니다. 이 경우 중력의 영향으로 새로운 궤도로 전환하고 행성과의 충돌도 가능합니다.

지구 거주자들이 궤도에 가까운 소행성을 아는 것이 중요합니다. 소행성에는 세 가지 계열이 있습니다(전형적인 대표자에 따라).

1221 큐피드; 근일점에서의 궤도는 거의 지구에 닿습니다.

1862년 아폴로; 근일점에서의 궤도는 지구의 궤도를 벗어납니다.

2962년 아텐; 가족은 지구 궤도를 횡단합니다.

일부 소행성은 한 번에 여러 행성과 공명하여 움직입니다. 이것은 소행성 Toro의 운동에서 처음으로 나타났습니다. 그것은 지구-8, 금성-13과 거의 같은 시간에 5번의 궤도 회전을 합니다. 소행성 Toro의 근일점은 금성과 지구의 궤도 사이에 있습니다. 또 다른 소행성인 아무르(Amur)는 금성, 지구, 화성 및 목성과 공명하여 움직입니다. 금성이 13번 회전하는 동시에 지구는 8번 회전합니다. 화성 12:17 및 목성 9:2와 공명. 분명히, 그러한 움직임은 소행성이 행성의 중력장에 의해 포착되는 것을 방지하고 수명을 연장시킵니다.

많은 소행성이 목성의 궤도 밖에 있습니다. 1977년에 소행성 2060 Chiron이 발견되었으며, 그 궤도는 다음과 같습니다: 토성 궤도 내부의 근일점 8.51AU, 천왕성 궤도 근처의 원일점 19.9AU. 카이론의 궤도 이심률은 0.384입니다.

근일점 근처에서 Chiron은 혼수 상태와 꼬리를 발달시킵니다. 그러나 Chiron의 크기와 질량은 일반 혜성의 크기보다 훨씬 큽니다. 고대 그리스 신화에서 키론은 반인반마입니다. 우주의 카이론은 소행성이거나 혜성입니다. 이제 그러한 물체를 켄타우로스라고 합니다.

1992년에는 해왕성과 명왕성의 궤도를 훨씬 넘어 200km보다 훨씬 더 먼 물체가 발견되었습니다. 전문가들에 따르면 카이퍼 벨트의 총 몸체 수는 화성과 목성 궤도 사이의 소행성 수보다 몇 배나 많습니다.

1993년 갈릴레오 행성간 탐사선은 소행성 243 Ida를 지나서 약 100km 거리에서 243 Ida 주위를 회전하는 Dactyl이라는 직경 1.5km의 작은 위성을 발견했습니다. 소행성 주변에서 인공위성이 발견된 것은 이번이 처음이다. 그런 다음 La Silla(칠레)에 있는 남유럽 천문대에서 이번에는 소행성 3671 Dionysus 주위에서 두 번째 위성을 찾는 것에 대한 메시지가 왔습니다. 현재 7개의 소행성에는 작은 위성이 있는 것으로 알려져 있습니다.

Dionysus는 주기적으로 지구의 궤도를 가로 질러 우리 행성과 충돌 할 수있는 특별한 소행성 그룹에 속하기 때문에 연구 후보 목록에 포함되었습니다. 1934년에 발견된 소행성 1862 Apollo가 이 그룹의 원형이 되었기 때문에 이러한 궤도를 가진 모든 소행성을 이제 Apollo 그룹이라고 합니다. 디오니소스는 13년에 한 번 지구에 접근합니다. 이것은 정확히 1997년 7월 6일 지구에서 1700만km 떨어진 곳을 지날 때 일어난 일입니다. Dionysus의 열 복사에 따르면, 천문학자들은 그 표면이 매우 밝고 태양 광선을 잘 반사하며 지름이 약 1km라고 결정했습니다. 인공위성이 처음 발견된 소행성 이다의 지름이 50km임을 상기하십시오.

1992년에는 소행성 투타티스가 지구에서 불과 250만km 떨어진 곳을 지나갔다. 크기가 2km와 3km 인 두 개의 블록으로 형성된 것으로 나타났습니다. 그 이후로 접촉 이중 소행성이라는 용어가 등장했습니다.

이중, 아마도 더 복잡한 소행성의 기원에 대해 이야기하기에는 너무 이르다. 관찰 데이터를 축적하는 것이 필요합니다. 그러나 한 가지는 분명합니다. 우주 시스템이 복잡할수록 기원과 진화에 대해 더 가치 있는 정보를 전달한다는 것입니다.

천문학자들은 이미 지구 궤도를 가로지르는 천 개 이상의 소행성을 발견했습니다. 아마도 미래에 과학자들은 지구와 충돌을 방지하기 위해 열심히 노력해야 할 것입니다.

아시다시피, 우리 태양계의 모든 행성은 거의 원형 궤도를 따라 같은 평면에서 움직입니다. 그리고 개별 천체는 소행성이며 시스템의 태양과 행성의 영향을 받고 다른 궤도에서 움직입니다.
거대한 목성은 소행성의 궤도에 큰 영향을 미칩니다. 많은 소행성은 태양으로부터 2.2-3.6AU의 거리에 있으며, 이 소행성은 화성과 목성의 궤도 사이에 위치하므로 목성의 영향을 받고 있습니다. 소행성 궤적의 이심률은 0.3(0.1-0.8) 미만이고 경사 자체는 16도 미만입니다. 움직이는 소행성 중에는 목성의 궤도에서 태양 주위를 궤적하는 그룹이 있습니다.
"그리스" - "아킬레스", "오디세우스", "아약스"와 같은 그룹과 목성보다 60도 앞서 있는 그룹이 있습니다. 그리고 "트로이 목마"- "Aeneas", "Primam", "Troilus"및 기타 많은 그룹은 반대로 목성보다 60도 뒤쳐져 있습니다.
현재 최신 연구에 따르면 마지막 그룹에는 약 700 개의 소행성이 있습니다. 이 소행성은 목성과 충돌할 가능성이 훨씬 적으며 이러한 조우가 정기적으로 발생할 수 있는 궤도를 피합니다. Kirkwood 해치는 정확히는 거의 사람이 살지 않는 소행성 벨트의 장소입니다. 목성을 만나지 않는 일부 소행성은 목성과 공명하여 운동합니다. 이 운동의 가장 눈에 띄는 예는 "트로이 목마"입니다. 그들은 1:1 주기의 비율로 운동을 합니다. 1866년 미국 천문학자 Kirkwood는 천문학 분야에서 발견했습니다. 즉, 소행성 공전 기간의 구분과 궤적의 가장 큰 반축 분포에 공백이 있다는 것입니다. 이 과학자는 소행성이 태양 주위의 목성의 자전 주기와 기본 비율(예: 1:2, 1:3, 2:5 등)로 위치하는 주기를 만들지 않는다는 것을 발견했습니다. . 목성의 중력 영향으로 소행성은 궤도를 변경하고 이 우주 공간에서 사라집니다. 모든 소행성이 화성과 목성의 궤도 사이에 있는 것은 아니며 일부 소행성은 태양계 전체에 흩어져 있으며 이 시스템의 모든 행성은 이론적으로 자체 소행성 "후속"을 가지고 있습니다. 캐나다 천문학자 Wigert는 자체 이름이 없지만 할당된 코드 3753이 있는 소행성에 대한 연구를 수행했으며 이 소행성이 항상 우리 행성을 동반한다는 것을 발견했습니다. 이 소행성의 궤도의 대략적인 반경은 반경과 거의 같습니다 우리 행성의 궤도와 태양 주위의 자전주기는 거의 같습니다. 소행성 자체는 천천히 우리 행성에 접근하고 있으며 접근하면 우리 행성의 중력 인력의 영향으로 궤도를 변경합니다. 그리고 소행성이 우리 행성보다 뒤처지기 시작하면 정면에서 접근하고 우리 행성의 중력이 이 과정을 늦춥니다. 이 때문에 소행성 궤도의 둘레와 자전 주기가 단축되고 그 후 행성 지구를 우회하기 시작하여 우리 행성 뒤에서 끝납니다.
우리 행성의 중력 인력은 소행성을 더 광범위한 궤적으로 전환하고 최종 상황이 반복됩니다. 이론적으로, 코드명 3753인 소행성의 궤도가 원형이라면 우리 행성에 대한 궤도는 말굽 모양과 동일할 것입니다. e = 0.515와 같은 거대한 이심률과 i = 20도와 같은 경사 자체는 소행성의 궤적 자체를 더욱 기괴하게 만듭니다. 우리 행성과 태양뿐만 아니라 다른 많은 행성의 영향을 받는 이 소행성은 일정한 편자 궤적을 가질 수 없습니다. 이 연구는 2500,000년 전에 코드명 "3453"인 소행성이 화성의 궤도를 횡단했으며 8000년에는 금성의 궤도를 횡단해야 한다고 제안합니다. 동시에 이 소행성은 금성의 중력의 영향을 받아 새로운 운동 궤적으로 전환할 수 있고 행성과 충돌할 가능성도 있다는 이론이 있다.
지구인은 항상 우리 행성에 가까운 모든 소행성을 알아야 합니다. 소행성의 분류에는 세 가지 유형이 있습니다(특성 대표자에 따라 다름). 코드명 "1221"인 아무르 소행성; 근일점에서의 궤도는 거의 우리 행성에 도달합니다. 소행성 "아폴로", 코드명 "1862"; 근일점에서의 궤도는 우리 행성의 궤도를 감쌉니다. 소행성 "Aton", 코드명 "2962"; 우리 행성의 궤도를 횡단하는 가족. 소수의 소행성이 동시에 여러 행성과 공명하면서 궤도를 만듭니다. 이것은 소행성 Toro의 궤적에서 처음 발견되었습니다. 이 소행성은 지구가 약 8번, 금성이 약 13번 걸리는 시간과 거의 같은 시간인 5번의 궤도를 돌고 있습니다.
소행성 "Toro"의 궤도 점은 금성과 지구의 궤도 사이에 있습니다. 그리고 또 다른 천체인 아무르 소행성은 지구, 화성, 금성, 목성과 공명하여 운동을 하며 동시에 지구가 8번 회전할 때 3번의 회전을 합니다. 화성과의 공명은 12:17이고 목성은 9:2입니다. 이러한 소행성의 이동 궤적은 행성의 중력장의 영향으로부터 소행성을 보호하고 수명을 연장시킵니다. 우리가 이미 알고 있듯이 많은 수의 소행성이 목성의 궤적 뒤에 있습니다. 1977년 소행성 카이론이 발견되었을 때, 다음과 같은 사실이 발견되었다: 이 소행성의 궤도 지점은 토성(8.51AU)의 궤도 내부에 있었고, aphelion 자체는 천왕성(19.9AU)의 궤적 근처에 있었다. . ).
소행성 "Chiron"의 궤도 이심률은 0.384이며 근일점 근처에 있으며 소행성 "Chiron"에는 꼬리와 혼수 상태가 있습니다. 그러나 매개 변수 측면에서 Chiron 소행성은 많은 일반 혜성을 훨씬 능가합니다. 고대 그리스 신화와 유추해 보자면, 즉 비교할 대상과 함께 신화 속 키론은 반인반마인 동시에 반 혜성 소행성, 그것에 대한 정확한 정의는 없습니다. 현재 그러한 천체를 켄타우로스라고합니다. 1992년에 해왕성과 명왕성의 궤도를 훨씬 넘어서 훨씬 더 먼 천체가 발견되었으며, 그 크기는 200km가 넘습니다. 과학자들에 따르면 카이퍼 벨트에 있는 천체의 수는 화성과 목성의 궤적 사이에 위치한 천체의 수보다 훨씬 많습니다. 1993년 행성간 우주선 "Galileo"는 코드명 "243"인 소행성 "Ida"를 지나 직경 약 1.5km에 달하는 작은 위성을 발견했습니다. 100km 떨어진 소행성 "Ida" 주위를 도는 이 위성을 "Dactyl"이라고 불렀습니다. 이 위성은 과학에 알려진 최초의 위성이었습니다. 그러나 얼마 지나지 않아 남유럽 천문대로부터 라실라 시 칠레로부터 코드명 "3671"을 가진 소행성 "디오니소스" 근처에서 위성을 발견했다는 통보를 받았다.
현재 과학은 자체 위성이 있는 7개의 소행성에 대해 알고 있습니다. 소행성 "Dionysus"는 반복되는 주기로 우리 행성의 궤도를 가로질러 지구와 충돌할 잠재적 위험이 있는 소행성 그룹에 속하기 때문에 더 자세한 연구가 필요한 후보 목록에 포함되었습니다.
1934년에 발견된 아폴로 소행성(코드명 1862)은 이 그룹의 유사체가 되었으며, 그 후 유사한 궤도를 가진 발견된 모든 소행성이 아폴로 그룹에 귀속되기 시작했습니다. 소행성 "Dionysus"는 13년에 한 번 지구에 접근하며 이것은 1997년 7월 6일에 지구에서 약 1,700만 킬로미터 떨어진 곳을 지나갔습니다. 소행성 "Dionysus"의 열 복사에 대한 과학자-천문가는 표면이 매우 밝고 태양 광선을 잘 반사하며 소행성 자체의 직경이 약 1km에 이릅니다. 인공위성을 최초로 발견한 이다 소행성은 지름이 약 50km에 이른다는 사실을 상기해야 합니다. 1992 년에 일반적인 궤도를 만드는 소행성 "Tutatis"는 우리 행성에서 250 만 킬로미터 떨어진 곳을지나갔습니다. 나중에이 소행성은 두 블록의 도움으로 형성되었으며 그 크기는 2km와 3km에 이릅니다. 그 후 "접촉 이중"소행성이라는 용어가 등장했습니다. 그러나 이 유형의 소행성에 대한 더 많은 정보가 필요하기 때문에 이 유형의 소행성에 대해 이야기하기에는 아직 너무 이르다. 그러나 우주가 복잡할수록 우주가 그 기원과 진화에 대해 더 가치 있는 정보를 제공한다는 것이 분명해집니다.
현재 천문학자들은 이미 우리 행성의 궤도를 가로지르는 약 1000개의 소행성을 확인했습니다. 그리고 이론적으로 과학자들은 소행성의 잠재적 위협을 막기 위해 열심히 노력해야 합니다.

소행성 궤도

메인 벨트의 소행성은 원형에 가깝거나 약간 편심된 안정적인 궤도로 움직입니다. 그들은 큰 행성의 중력 영향이 가장 작은 "안전한" 지대에 있습니다. 우선 목성입니다. 태양계의 젊음 동안 주요 소행성 벨트 사이트에 큰 행성이 ​​형성 될 수 없다는 사실에 대해 "비난"하는 것은 목성이라고 믿어집니다.

그러나 20세기 초 많은 과학자들은 목성과 화성 사이에 큰 행성이 ​​있었는데 어떤 이유에서인지 붕괴되었다고 믿었습니다. Olbers는 Pallas를 발견한 직후에 이 가설을 처음으로 표현했습니다. 그는 또한 가상의 행성을 Phaeton이라고 부를 것을 제안했습니다. 그러나 현대 우주론은 큰 행성의 파괴에 대한 아이디어를 포기했습니다. 소행성 벨트에는 목성의 영향으로 결합되지 않은 많은 작은 몸체가 항상 포함되었을 것입니다.

이 거인은 여전히 ​​소행성 궤도의 진화에서 주요 역할을 계속하고 있습니다. 메인 벨트의 소행성에 대한 장기간(40억 년 이상) 중력의 영향으로 인해 많은 "금지된" 궤도와 심지어 작은 천체가 거의 없는 영역이 출현했으며, 만약 그들이 거기에 도달하면, 그들은 오랫동안 거기에 머물 수 없습니다. 이 구역은 수십 개의 소행성의 공전 주기 분포에서 처음 발견한 Daniel Kirkwood(1814-1895)의 이름을 따서 Kirkwood 간격(또는 해치)이라고 불립니다.

Kirkwood 해치의 궤도를 공명이라고 합니다. 그 궤도를 따라 움직이는 소행성은 궤도의 동일한 지점에서 목성으로부터 규칙적인 중력 섭동을 경험하기 때문입니다. 이 궤도의 공전 주기는 목성의 공전 주기와 단순 관계가 있습니다(예: 1:2, 3:7, 2:5, 1:3). 예를 들어 다른 천체와의 충돌로 인해 소행성이 공진 궤도에 빠지면 이심률과 반장경이 목성의 중력장의 영향으로 급격히 변합니다. 소행성은 공진 궤도를 벗어나고 있으며 메인 벨트를 떠날 수도 있습니다. 이것은 Kirkwood의 영구적인 "정리" 메커니즘입니다.

그러나 Main Belt의 모든 소행성의 순간 분포를 묘사하면 "틈"이 보이지 않을 것입니다. 주어진 시간에 소행성은 벨트를 아주 고르게 채웁니다. 타원 궤도에서 움직이면서 종종 "금지 구역"을 가로지르기 때문입니다.

목성의 중력 영향에 대한 반대의 또 다른 예가 있습니다. 주요 소행성 벨트의 외부 경계에는 과도한 수의 소행성을 포함하는 두 개의 좁은 "구역"이 있습니다. 그 중 공전주기는 목성의 공전주기와 2:3, 1:1 비율로 되어 있다. 1:1 공진은 소행성이 거의 목성 궤도에서 움직이고 있음을 의미합니다. 그러나 그들은 거대한 행성에 접근하지 않고 평균적으로 목성의 궤도 반경과 같은 거리를 유지합니다. 이 소행성은 트로이 전쟁의 영웅들의 이름을 따서 명명되었습니다. 궤도에서 목성보다 앞서 있는 이들을 "그리스"라고 하고 뒤처지는 그룹을 "트로이 목마"라고 합니다(두 그룹을 함께 종종 "트로이 목마"라고 함). 이 작은 물체의 움직임은 "삼각형 라그랑주 점" 근처에서 발생하며, 여기서 중력과 원심력은 원형 운동 동안 균등화됩니다. 평형 위치에서 약간의 편차로 물체를 제자리로 되돌리는 경향이 있는 힘이 발생하는 것이 중요합니다. 그 움직임은 안정적이다.