În 2006, astronomii cu Catalina Sky Survey, susținut de NASA, în Arizona a descoperit un corp deosebit plutind în mijlocul mării a mii de sateliți creați de om care orbitează planeta noastră. După ce s-au uitat mai atent, au stabilit că obiectul nu era doar o altă bucată de gunoi spațial. Mai degrabă, era un satelit natural care fusese temporar tras pe o orbită tagalong cu Pământul, similar cu Luna.
Această „minilună”, denumită 2006 RH120, avea doar câțiva metri în diametru. Dar, spre deosebire de Luna actuală, acest corp cosmic a fost un însoțitor tranzitoriu al Pământului, călătorind în jurul planetei doar un an înainte de a fi ejectat de pe orbita planetei noastre. Mai mult de un deceniu mai târziu, oamenii de știință de la Catalina Sky Survey au observat un alt minimoon (2020 CD3) — acesta cam de dimensiunea unei mașini mici — rătăcind pe orbita Pământuluiînainte de a fi scos din influența sistemului Pământ-lună în martie 2020.
Datorită apropierii lor de Pământ, acești minimooni au justificat o atenție științifică. Dar, mai recent, unii experți s-au uitat la minimooni și alți asteroizi din apropierea Pământului dintr-un motiv diferit: au potențialul de a acționa ca pietre de treaptă în explorarea noastră a cosmosului.
„Încă trebuie să devenim o specie interplanetară”, Richard Binzel, profesor de științe planetare la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, a declarat pentru Live Science. Minimoonurile ar putea deveni repere „de atins pe măsură ce înveți cum oamenii pot opera în spațiul interplanetar și în cele din urmă să ajungă pe Marte”.
Pietre de trepte
În septembrie 2016, NASA a lansat un echipaj fără echipaj OSIRIS-REx navă spațială în misiune de a colecta o probă de la asteroidul potențial periculos Bennu, care are un 1 din 2.700 șansa de a se izbi de Pământ în 2182. Șapte ani mai târziu, OSIRIS REx s-a întors pe Pământ cu un o mică bucată din asteroidul vechi de 4,5 miliarde de ani.
Succesul misiunii OSIRIS-ReX i-a inspirat pe oamenii de știință care planifică următoarele faze ale explorării în apropierea Pământului. O idee este să folosiți asteroizi apropiați ca trepte pentru misiuni pe Marte, a spus Binzel.
Recuperarea lui Bennu a fost un pas în direcția corectă, a spus el, dar ar putea exista o țintă mai bună atunci când vine vorba de testarea tehnologiei noastre pentru a se extinde și mai mult în cosmos. Cel mai apropiat, Bennu se află la aproximativ 186.000 de mile (300.000 km) de Pământ și traversează orbita planetei în jurul Soarelui doar la fiecare câțiva ani. Drept urmare, misiunea a durat șapte ani și a costat aproximativ 1,16 miliarde de dolari.
Minimooni, pe de altă parte, sunt unii dintre cei mai ușor de atins asteroizi de pe Pământ, a spus Binzel.
„Pentru a merge oriunde în spațiu, trebuie să-ți schimbi viteza”, a spus Binzel. Minimoons sunt corpuri mici, cu foarte puțină gravitație și au o schimbare necesară scăzută a vitezei, sau delta-V, ceea ce înseamnă că nu necesită multă propulsie pentru a transporta o navă spațială de pe orbita joasă a Pământului la o întâlnire cu asteroidul.
Având în vedere aceste proprietăți, misiunile minimoon ar necesita mai puțin combustibil decât călătoriile către multe alte corpuri cosmice. „Este nevoie doar de o pufă de combustibil pentru a părăsi Mini-Lună și a te întoarce spre Pământ”, a spus Binzel pentru Live Science într-un e-mail.
Călătoriile către minimoons ar dura aproximativ 100 de zile pentru a ajunge acolo și înapoi, sugerează cercetările. (Luna noastră permanentă este de aproximativ a călătorie de trei zile departe, dar asta a luat racheta Saturn V a NASA 203.400 de galoane (770.000 de litri) de combustibil cu kerosen și 318.000 de galoane (1,2 milioane de litri) de oxigen lichid doar pentru a ieși de pe pământ.
În timp ce misiunile minimoon sunt promițătoare, defectul acestei strategii se întoarce la natura lor efemeră, ceea ce ar putea face dificilă planificarea și executarea unei misiuni înainte ca satelitul natural să fie ejectat din călătoria sa pe termen scurt în jurul Pământului.
„Sunt pe orbite tagalong cu Pământul, așa că sunt ca un animal de companie”, a spus Binzel. „Anime de companie temporare pe care le ții o vreme și apoi se rătăcesc”.
Efectuând misiuni către minimooni și alți asteroizi din apropierea Pământului, NASA și alte agenții spațiale pot testa eficiența tehnologiilor lor în spațiul adânc, inclusiv sistemele de susținere a vieții, motoarele și sistemele de propulsie, Paul Abellom de știință șef pentru explorarea corpului mic la NASA, a declarat pentru Live Science.
„Mergerea pe Marte este un pas mare, mare”, a spus el. „Sunt o mulțime de lucruri care trebuie să se întâmple, așa că de ce nu ne uităm la unii dintre acești asteroizi din apropierea Pământului, care se află între sistemul Pământ-lună și Marte.”
Aceste călătorii minime ar putea ajuta, de asemenea, oamenii de știință care sunt dedicați unei activități diferite care ar putea fi la fel de esențiale pentru a ajunge pe Marte: minerit pentru apă.
Apa este vitală nu numai pentru hidratare, ci și pentru crearea de combustibil suplimentar pentru rachete, care este de obicei hidrogen lichid. Acest lucru va fi necesar pentru a ajunge până la Marte, care este, în medie, mai mult decât 140 de milioane de mile (225 de milioane de km) de Pământ.
În prezent, navele spațiale trebuie să transporte toată apa și combustibilul de care vor avea nevoie de pe Pământ. Greutatea masivă adăugată de lichid conduce la “tirania ecuației rachetei”, care afirmă că, pe măsură ce masa sarcină utilă crește, la fel și cantitatea de propulsor necesară pentru a se elibera de atracția gravitațională a Pământului.
În esență, dacă NASA crește masa încărcăturii utile a unei nave spațiale chiar și ușor, trebuie să adauge mult mai mult combustibil pentru a o scoate de pe sol și pe orbită – iar combustibilul în sine adaugă și mai multă greutate pentru ridicare, creând un cerc vicios. Cheia pentru a întrerupe acest ciclu este găsirea unei modalități de a alimenta în spațiu, a spus Abell.
„Când pleci în vacanță, când zbori sau conduci oriunde, nu iei tot oxigenul, toată mâncarea, totul cu tine pentru toată călătoria dus-întors”, a spus Abell. “Ei bine, este același tip de lucru. Vrem să scăpăm de a trebui să luăm totul cu noi de pe Pământ, până la ieșire și apoi să ne întoarcem, pentru că este foarte scump.”
Veștile bune? Asteroizii din apropierea Pământului pot fi candidații ideali pentru benzinării spațiale. A creştere corp de cercetare arată că mulți asteroizi din apropierea Pământului sunt bogați în minerale și apă care este blocată în rocă. Dacă această apă poate fi accesată, ar putea fi împărțită în hidrogen și oxigen, ambele elemente cheie pentru crearea combustibilului pentru rachete.
„Dacă poți accesa acea apă și o poți folosi, dintr-o dată ai apă de băut, ai oxigen de respirat și, mai important, ai combustibil pentru rachete”, a spus Abell.
Combustibil pentru racheta
În prezent, majoritatea eforturilor NASA sunt concentrate pe culegerea apei de pe lunădar multe companii comerciale — inclusiv Karman+, TransAstra și AstroForge — au ochii îndreptați spre asteroizi pentru exploatarea apei și a metalelor.
Aceste operațiuni nu au demarat încă, în mare parte datorită costului și tehnologiei necesare pentru a ajunge la aceste roci plutitoare, spun expertii. Dar misiunile minimoon ar putea ajuta la eficientizarea operațiunilor, oferind companiilor un teren de antrenament pentru a testa „fezabilitatea tehnologiilor de exploatare a asteroizilor pentru viitoare aplicații comerciale”, potrivit unui studiu 2018.
Cu toate acestea, minimoonii în sine s-ar putea să nu fie cea mai bună opțiune pentru alimentarea navelor spațiale, deoarece sunt mici, cu suprafețe uscate de „a stat la soare, gătind mult timp”, a spus Binzel.
Robert Jedicke, un astronom de la Universitatea din Hawaii și autorul principal al studiului din 2018, bănuiește că mulți minimooni nu sunt purtători de apă, deoarece s-ar putea să se fi desprins fie de Lună, fie să fi fost atrași de la marginea centurii principale de asteroizi, ambii. dintre care sugerează un potențial scăzut pentru apă. Cu toate acestea, alți oameni de știință, inclusiv Abell, cred că ar putea fi posibil. Binzel, la rândul său, este mai optimist, spunând că există multă incertitudine în modelare. „Nu știi până nu te uiți!” el sugereaza.
Chiar dacă minimonilor le lipsește apă, acestea ar putea permite companiilor „să-și testeze capacitatea de a manevra nave spațiale în apropierea unui asteroid”, a spus Jedicke, care lucrează în prezent cu TransAstra pentru a dezvolta tehnici de extragere a apei din asteroizi.
Găsind mai multe minimooni
Dimensiunile mici ale Minimoons și mișcarea rapidă le fac incredibil de dificil de detectat cu telescoapele existente la sol. Cu toate acestea, un nou telescop ar putea schimba acest lucru în curând. În Anzi din Chile, construcția Observatorului Vera C. Rubin este aproape finalizată, care va deține cea mai mare cameră digitală din lume.
Începând din 2025, camera, cunoscută sub numele de Legacy Survey of Space and Timeva face 700 de poze în fiecare noapte timp de 10 ani pentru a cataloga sistem solar la un nivel de înaltă precizie 6-terapixel. Această explorare amănunțită a universului îi va ajuta pe oamenii de știință să înțeleagă substanțe misterioase, cum ar fi materia întunecată și energia întunecată. Și cu o abordare personalizată, ar putea ajuta, de asemenea, astronomii să detecteze un minimoon la fiecare trei luni, potrivit unui simulare 2020.
Și în 2027, un alt instrument NASA, numit NEO Surveyor, va detecta asteroizii din spațiu. Inspectorul va efectua o scanare completă a cerului la fiecare două săptămâni pentru a caracteriza asteroizi potențial periculoși și comete lângă orbita Pământului. În timp ce obiectivul principal al acestui telescop spațial în infraroșu este să ține omenirea în siguranță de „asteroizii ucigași de planete”, are potențialul de a descoperi minuscule minimooni în acest proces.
Este prea devreme pentru a spune dacă misiunile minimoon vor juca un rol cheie în tehnologia navelor spațiale sau operațiunile miniere, au declarat experții pentru Live Science. Dar, indiferent de ce, studierea acestor însoțitori temporari ai Pământului și a altor asteroizi din apropierea Pământului ar putea oferi indicii cruciale despre misterele sistemului nostru solar, a spus Binzel. Mulți oameni de știință cred că asteroizii din apropierea Pământului, precum Bennu, probabil au adus semințele vieții pe Pământ la începutul istoriei planetei noastre.
Pentru a urmări originile chimice ale sistemului solar și pentru a găsi ingredientele care au făcut viața pe Pământ, minimoonii sunt un loc grozav în care să mergeți, a spus el.
„Dar motivul pentru care nu am fost la ei înainte este că nu sunt foarte mulți dintre ei”, a spus Binzel. „Abia acum le descoperim. Dar vor veni în prim-plan pentru că avem telescoape noi care vin online”.