Пояс астероидов солнечной системы. Как погиб Фаэтон? Была ли планета между марсом и юпитером

Исследование планет - увлекательное занятие. Мы знаем о вселенной еще так мало, что во многих случаях можно говорить не о фактах, а только о гипотезах. Исследование планет - это область, в которой основные открытия еще впереди. Однако кое о чем все-таки можно рассказать. Ведь научные исследования планет Солнечной системы ведутся уже несколько столетий.

На фото ниже (слева направо) Венера, Земля и Марс представлены в их относительных размерах.

Предположение о том, что между Юпитером и Марсом существует планета, впервые высказал в 1596 году В своем мнении он основывался на том, что между этими планетами есть большое круглое пространство. Эмпирическая зависимость, описывающая примерное расстояние от Солнца различных планет, была сформулирована в 1766 году. Она известна как правило Тициуса-Боде. Еще не обнаруженная планета, согласно этому правилу, должна находиться примерно на расстоянии 2,8 а. е.

Предположение Тициуса, обнаружение астероидов

В результате изучения расстояний различных планет от Солнца, осуществленных во 2-й половине 18 века, Тициус, немецкий физик, сделал интересное предположение. Он высказал гипотезу о том, что между Юпитером и Марсом находится еще одно небесное тело. В 1801 году, то есть спустя несколько десятков лет, был обнаружен астероид Церера. Он двигался с поразительной точностью на расстоянии от Солнца, соответствующем правилу Тициуса. Через несколько лет были обнаружены астероиды Юнона, Паллада и Веста. Их орбиты находились очень близко к Церере.

Догадка Ольберса

Ольберс, немецкий астроном (портрет его представлен выше), на основании этого предположил, что между Юпитером и Марсом на расстоянии от Солнца примерно в 2,8 когда-то существовала планета, сегодня уже распавшаяся на множество астероидов. Ее начали именовать Фаэтоном. Было высказано предположение о том, что на этой планете когда-то существовала органическая жизнь, и не исключено, что и целая цивилизация. Однако далеко не все о планете Фаэтон можно рассматривать как что-то большее, чем просто догадку.

Мнения по поводу гибели Фаэтона

Ученые 20 века предположили, что примерно 16 тыс. лет назад гипотетическая планета погибла. Множество споров вызывает сегодня такая датировка, как и причины, повлекшие за собой катастрофу. Некоторые ученые полагают, что гравитация Юпитера стала причиной разрушения Фаэтона. Другое предположение - вулканическая активность. Иные мнения, относящиеся к менее традиционному взгляду, - столкновение с Нибиру, у которой орбита проходит как раз через Солнечную систему; а также термоядерная война.

Жизнь на Фаэтоне?

Сложно судить о том, была ли жизнь на Фаэтоне, поскольку даже существование самой этой планеты трудно доказать. Однако проведенные в последнее столетие, показывают, что такая может быть верной. Умберто Кэмпинс, астроном, работающий в Университете Центральной Флориды, заявил на ежегодной конференции отдела планетарных наук о том, что его команда нашла воду на астероиде 65 Кибела. По его словам, этот астероид сверху покрыт тонким слоем льда (в несколько микрометров). А в нем были обнаружены следы органических молекул. В этом же поясе, между Юпитером и Марсом, расположен астероид Кибела. Вода несколько ранее была найдена и на 24 Фемиде. На Весте и Церере, больших астероидах, ее тоже обнаружили. Если окажется, что это обломки Фаэтона, вполне вероятно, что именно с этой планеты была занесена на Землю органическая жизнь.

Сегодня гипотеза о том, что в глубокой древности существовала планета Фаэтон, официальной наукой не признается. Однако имеется немало исследователей и ученых, которые поддерживают идею о том, что это не просто миф. Была ли планета Фаэтон? Ученый Ольберс, о котором мы уже упоминали, в это верил.

Мнение Ольберса о гибели Фаэтона

Мы уже рассказали в начале этой статьи, что астрономов еще во времена Генриха Ольберса (18-19 век) занимала мысль о том, что в прошлом существовало крупное небесное тело между орбитами Юпитера и Марса. Они хотели понять, что же представляла собой погибшая планета Фаэтон. Ольберс еще весьма общо сформулировал свою теорию. Он предположил, что кометы и астероиды образовались из-за того, что одна большая планета разлетелась на куски. Причиной этого мог быть как ее внутренний разрыв, так и внешнее воздействие (удар). Уже в 19 веке стало ясно, что если когда-то давно и существовала эта гипотетическая планета, то она должна была значительно отличаться от газовых гигантов, таких как Нептун, Уран, Сатурн или Юпитер. Скорее всего, она принадлежала к земной группе планет, находящихся в Солнечной системе, к которым относятся: Марс, Венера, Земля и Меркурий.

Способ оценки размеров и массы, предложенный Леверье

Количество открытых астероидов в середине 19 столетия было все еще невелико. Кроме того, размеры их не были установлены. Из-за этого было невозможно осуществить непосредственную оценку размеров и массы гипотетической планеты. Однако Урбен Леверье, французский астроном (портрет его представлен выше), предложил новый способ ее оценки, которым успешно пользуются исследователи космоса и по сей день. Для того чтобы понять суть данного метода, следует сделать небольшое отступление. Расскажем о том, как был открыт Нептун.

Открытие Нептуна

Это событие стало триумфом методов, применявшихся в исследовании космоса. Существование этой планеты в Солнечной системе сперва теоретически "вычислили", а потом уже обнаружили Нептун на небе именно в том месте, которое было предсказано.

Наблюдения Урана, открытого в 1781 году, казалось, предоставляли возможность создать точную таблицу, в которой положения планеты на орбите описывались в моменты, заранее определенные исследователями. Однако сделать это не получилось, так как Уран в первые десятилетия 19 в. постоянно забегал вперед, а в дальнейшие годы начал отставать от положений, которые были вычислены учеными. Анализируя непостоянство его движения по своей орбите, астрономы сделали вывод о том, что за ним должна существовать другая планета (то есть Нептун), которая и сбивает его с "пути истинного" благодаря своему тяготению. По отклонениям Урана от вычисленных положений требовалось определить, какой характер имеет движение этой невидимки, а также найти ее месторасположение на небе.

Французский исследователь Урбен Леверье и английский ученый Джон Адамс решили взяться за эту непростую задачу. Им обоим удалось добиться примерно одинаковых результатов. Однако англичанину не повезло - астрономы не поверили его расчетам и не начали наблюдений. Более благосклонной судьба была к Леверье. Буквально на другой день после получения письма с расчетами от Урбена Иоганн Галле, немецкий исследователь, обнаружил в предсказанном месте новую планету. Так, "на кончике пера", как обычно говорят, 23 сентября 1846 г. Нептун был открыт. Было пересмотрено мнение о том, сколько планет имеет Солнечная система. Оказалось, что их не 7, как считалось раньше, а 8.

Как Леверье определил массу Фаэтона

Урбен Леверье для определения того, какую массу имеет гипотетическое небесное тело, о котором говорил еще Ольберс, использовал тот же самый метод. Массу всех астероидов, включая не открытые еще в то время, оценить можно было, используя величину возмущающих действий, которые оказывал на движения Марса пояс астероидов. В этом случае, конечно, вся совокупность космической пыли и небесных тел, которые находятся в поясе астероидов, не будут учитываться. Нужно рассматривать именно Марс, так как воздействие на гигантский Юпитер пояса астероидов было очень мало.

Леверье занялся исследованием Марса. Он проанализировал необъяснимые отклонения, наблюдающиеся в движении перигелия орбиты планеты. Он вычислил, что масса пояса астероидов должна составлять не более 0,1-0,25 земной массы. Используя этот же метод, другие исследователи в последующие годы пришли к похожим результатам.

Изучение Фаэтона в 20 веке

Новый этап изучения Фаэтона начался в середине 20 века. К этому времени появились подробные результаты исследования разных видов метеоритов. Это позволило ученым получить информацию о том, какое строение могла иметь планета Фаэтон. На самом деле, если предположить, что пояс астероидов является главным источником метеоритов, падающих на земную поверхность, нужно будет признать, что у гипотетической планеты строение оболочек было подобно тому, каким обладали планеты земной группы.

Три самых распространенных вида метеоритов - железные, железно-каменные и каменные - свидетельствуют о том, что в теле Фаэтона содержится мантия, кора и железно-никелевое ядро. Из разных оболочек планеты, которая распалась когда-то, образовались метеориты трех этих классов. Ученые считают, что ахондриты, так напоминающие минералы земной коры, вполне могли образоваться именно из коры Фаэтона. Хондриты могли сформироваться из верхней мантии. Железные метеориты тогда появились из его ядра, а из нижних слоев мантии - железно-каменные.

Зная процентное соотношение метеоритов различных классов, которые падают на земную поверхность, мы можем оценить толщину коры, размеры ядра, а также общие размеры гипотетической планеты. Планета Фаэтон, согласно таким оценкам, была небольшой. Около 3 тысяч км составлял ее радиус. То есть по размерам он был сопоставим с Марсом.

Пулковские астрономы в 1975 году опубликовали работу К. Н. Савченко (годы жизни - 1910-1956). Он доказывал, что планета Фаэтон по своей массе принадлежит именно земной группе. Согласно оценкам Савченко, она была близка в этом отношении к Марсу. 3440 км составлял ее радиус.

По этому вопросу единого мнения среди астрономов не существует. Некоторые, к примеру, считают, что всего лишь в 0,001 земной массы оценивается верхняя граница массы малых планет, расположенных в кольце астероидов. Хотя ясно, что за миллиарды лет, которые прошли со времени гибели Фаэтона, Солнце, планеты, а также их спутники притянули к себе множество его фрагментов. Многие останки Фаэтона за долгие годы были измельчены в космическую пыль.

Расчеты показывают, что гигант Юпитер оказывает большое резонансно-гравитационное воздействие, из-за которого за пределы орбиты могло быть выброшено значительное число астероидов. Согласно некоторым оценкам, сразу после катастрофы количество вещества могло быть в 10 тысяч раз больше, чем сегодня. Ряд ученых полагает, что масса Фаэтона в момент взрыва могла превышать массу сегодняшнего пояса астероидов в 3 тысячи раз.

Некоторые исследователи считают, что Фаэтон является взорвавшейся звездой, покинувшей когда-то Солнечную систему или даже существующей и сегодня и вращающейся по вытянутой орбите. Например, Л. В. Константиновская полагает, что период обращения этой планеты вокруг Солнца - 2800 лет. Эта цифра лежит в основе календаря майя и древнеиндийского календаря. Исследовательница отметила, что 2 тысячи лет назад именно эту звезду видели при рождении Иисуса волхвы. Они называли ее звездой Вифлеема.

Принцип минимального взаимодействия

Майкл Оувенд, канадский астроном, в 1972 году сформулировал закон, который известен как принцип минимального взаимодействия. Он предположил, основываясь на данном принципе, что между Юпитером и Марсом примерно 10 млн лет назад существовала планета, которая была в 90 раз массивнее, чем Земля. Однако по неизвестным причинам она была уничтожена. При этом существенная часть комет и астероидов была со временем притянута Юпитером. Кстати, по современным оценкам составляет порядка 95 масс Земли. Ряд исследователей полагает, что в этом отношении Фаэтон все-таки должен значительно уступать Сатурну.

Предположение о массе Фаэтона, исходя из обобщения оценок

Итак, как вы заметили, весьма незначительным является разброс в оценках масс, а следовательно, и размеров планеты, которые колеблются от Марса до Сатурна. Другими словами, речь идет о 0,11-0,9 массы Земли. Это и понятно, так как наука все еще не знает о том, какой с момента катастрофы прошел отрезок времени. Без знания того, когда планета распалась, невозможно высказать более-менее точные заключения о ее массе.

Как это обычно бывает, вероятнее всего следующее: истина находится посередине. Размеры и масса погибшего Фаэтона могли быть соизмеримы с точки зрения науки с размерами и массой нашей Земли. Некоторые исследователи утверждают, что Фаэтон был примерно в 2-3 раза больше по последнему показателю. Это означает, что он мог превышать по размерам нашу планету где-то в 1,5 раза.

Опровержение теории Ольберса в 60-х годах 20 века

Следует отметить, что многие ученые уже в 60-х годах 20 столетия стали отказываться от предложенной Генрихом Ольберсом теории. Они считают, что легенда о планете Фаэтон - не более чем догадка, которую легко опровергнуть. Сегодня большинство исследователей склоняются к тому, что из-за близости к Юпитеру она не могла появиться между орбитами Юпитера и Марса. Следовательно, нельзя вести речь и о том, что когда-то произошла гибель планеты Фаэтон. Ее "зародыши", согласно данной гипотезе, были поглощены Юпитером, сделались его спутниками или же были отброшены в иные области нашей Солнечной системы. Главным "виновником" того, что мифическая исчезнувшая планета Фаэтон не могла существовать, считается, таким образом, именно Юпитер. Однако в настоящее время признается, что кроме этого имели место и иные факторы, по которым аккумуляция планеты так и не состоялась.

Планета V

Интересные открытия в астрономии сделали и американцы. На основании результатов, полученных с применением математического моделирования, Джек Лиссо и Джон Чемберс, ученые NASA, предположили, что между астероидным поясом и Марсом 4 млрд лет назад существовала планета с весьма нестабильной и эксцентричной орбитой. Они назвали ее "Планета V". Ее существование, однако, не подтвердили пока никакие другие современные исследования космоса. Ученые считают, что пятая планета погибла, упав на Солнце. Однако это мнение в настоящее время никому не удалось проверить. Интересно, что согласно этой версии с этой планетой не связывается образование пояса астероидов.

Таковы основные воззрения астрономов на проблему существования Фаэтона. Научные исследования планет Солнечной системы продолжаются. Вполне вероятно, учитывая достижения последнего столетия в освоении космоса, что в самом ближайшем будущем мы получим новые интересные сведения. Кто знает, сколько планет ждут своего открытия...

В заключение расскажем красивую легенду о Фаэтоне.

Легенда о Фаэтоне

У Гелиоса, бога Солнца (на фото выше), от Климены, матерью которой была морская богиня Фетида, родился сын, которого назвали Фаэтон. Эпаф, сын Зевса и родственник главного героя, однажды усомнился в том, что отцом Фаэтона действительно является Гелиос. Тот разгневался на него и попросил своего родителя доказать, что он его сын. Фаэтон хотел, чтобы тот позволил ему прокатиться на его знаменитой золотой колеснице. Гелиос пришел в ужас, он сказал, что даже великий Зевс не в состоянии править ею. Однако Фаэтон настаивал, и он согласился.

Сын Гелиоса вскочил на колесницу, но не смог править конями. В конце концов он выпустил вожжи. Кони, почуяв свободу, понеслись еще быстрее. Они то проносились очень близко над Землей, то поднимались к самым звездам. Землю охватило пламя от опустившейся колесницы. Погибали целые племена, горел лес. Фаэтон в густом дыму не понимал, где он едет. Начали пересыхать моря, и от зноя стали страдать даже морские божества.

Тогда Гея-Земля воскликнула, обратившись к Зевсу, что скоро все вновь превратится в первобытный хаос, если так будет продолжаться дальше. Она попросила спасти всех от гибели. Зевс внял ее мольбам, взмахнул своей десницей, метнул молнию и потушил пожар ее огнем. Колесница Гелиоса также погибла. Упряжь коней и осколки ее разбросаны по небу. Гелиос в глубокой скорби закрыл свой лик и не появлялся целый день на голубом небе. Землю освещал лишь огонь от пожара.

Пояс астероидов – область Солнечной системы, расположенная между орбитами Марса и Юпитера, являющаяся местом скопления множества объектов всевозможных размеров, преимущественно неправильной формы, называемых астероидами или малыми планетами.

Между Марсом и Юпитером

Первые астероиды пояса были обнаружены астрономами еще в начале XIX века. Сегодня пояс астероидов известен астрономам как одно из крупнейших скоплений космических объектов, находящихся в Солнечной системе. Для многих ученых он представляет изрядный научный интерес.
Эту область также часто называют главным поясом астероидов или просто главным поясом, подчёркивая тем самым её отличие от других подобных областей скопления малых планет, таких как пояс Койпера за орбитой Нептуна, а также скопления объектов рассеянного диска и облака Оорта.

Общие сведения

Область пространства, располагающаяся от Солнца на расстоянии от 2,06 до 3,27 а. е., иногда называется ядром пояса астероидов и содержит до 93,4 % всех нумерованных астероидов.
На сегодняшний день пояс астероидов насчитывает свыше 300 000 именованных объектов. По состоянию на 6 сентября 2011 года количество именованных астероидов пояса достигло 285 075. Суммарная масса главного пояса равна примерно 4 % массы Луны, больше половины её сосредоточено в четырёх крупнейших объектах, которые названы в честь римских божеств: Церера (диаметр по экватору 950 км), Веста (диаметр – 529,2 км), Паллада (примерный диаметр – 532 км) и Гигея (диаметр 407,12 км). Церера – это самый большой объект пояса астероидов, ученые считают данное небесное тело карликовой планетой.
Астероиды движутся по орбитам вокруг Солнца в том же направлении, что и планеты, в зависимости от величины большой полуоси, их период обращения колеблется от 3,5 до 6 лет.
Температура на поверхности астероида зависит от расстояния до Солнца и величины его альбедо. Для частиц пыли на расстоянии 2,2 а. е. температурный диапазон начинается с 200 К (−73 °C) и ниже, а на расстоянии 3,2 а. е. уже со 165 К (−108 °C). Однако для астероидов это не совсем справедливо, поскольку из-за вращения температуры на его дневной и ночной сторонах могут существенно различаться.
Поверхность большинства астероидов диаметром более 100 м, вероятно, покрыта толстым слоем раздробленной породы и пыли, образовавшихся при падении метеоритов или собранных в процессе движения по орбите. Измерения периодов вращения астероидов вокруг своей оси показали, что существует верхний предел скоростей вращения для относительно крупных астероидов диаметром более 100 м, который составляет 2,2 часа.
На сегодняшний день известно, что почти каждый третий астероид входит в состав какого-либо семейства. Признаком принадлежности астероидов к одному семейству являются примерно одинаковые орбитальные параметры, такие как большая полуось, эксцентриситет и наклон орбиты, а также аналогичные спектральные особенности, последние указывают на общность происхождения астероидов семейства, образовавшихся в результате распада более крупного тела.
Меньшие ассоциации астероидов называются группами или кластерами.
Наряду с астероидами, в поясе существуют также шлейфы пыли, состоящие из микрочастиц радиусом в несколько сотен микрометров, которые образовались в результате столкновений между астероидами и их бомбардировки микрометеоритами. Эта пыль под действием солнечной радиации постепенно по спирали движется к Солнцу.
Сочетание астероидной пыли и пыли, выбрасываемой кометами, даёт явление зодиакального света. Это слабое свечение простирается в плоскости эклиптики в виде треугольника, и его можно увидеть в экваториальных районах вскоре после захода или незадолго перед восходом Солнца. Размеры частиц, которые его вызывают, в среднем колеблются в районе 40 мкм, а время их существования не превышает 700 тыс. лет. Наличие этих частиц свидетельствует о том, что процесс их образования происходит непрерывно.

В главном поясе, в зависимости от химического состава, выделено 3 основных спектральных класса астероидов: углеродные (класс C), силикатные (класс S) и металлические или железные (класс M). Все эти классы астероидов, особенно металлические, представляют интерес с точки зрения космической индустрии в целом и промышленного освоения астероидов в частности.

Хотя открытие и изучение пояса астероидов немыслимо без науки, история исследования этого астрономического чуда берет свое начало в древних мифах и легендах.

Загадочный Фаэтон

Гипотеза о существовании Фаэтона часто используется в научной фантастике (особенно советской). Как правило, предполагается, что на Фаэтоне существовали разумные существа, которые своими действиями вызвали разрушение планеты. Легенда об этой планете ярко описана в книге Александра Казанцева «Фаэты». В этой книге поведана история, как алчные жители планеты Фаэтон – фаэты, загубили свою землю, взорвав ее, после чего она распалась на бессчетное количество маленьких кусочков. Считается, что именно из этих кусочков и образовался сегодняшний пояс астероидов. Похожая версия происхождения этого скопления небесных тел прослеживается и в древних шумерских мифах и легендах.
Эта версия лежит также в основе романа Михаила Чернолусского «Фаэтон», повестей Олеся Бердника «Катастрофа» и "Стрела времени" и Константина Брендючкова «Последний ангел», Николая Руденко «Сын Солнца - Фаэтон», в мультфильме о путешествии землян к поясу астероидов «Фаэтон - сын солнца», рассказа Георгия Шаха «Гибель Фаэтона».
Мифы и легенды – это, конечно, хорошо. Но, что же говорит о происхождении пояса астероидов наука?

Происхождение пояса астероидов

В отличие от древних сказок, в научном сообществе принято считать, что пояс астероидов – это отнюдь не обломки взорвавшейся планеты, а скопление протопланетного вещества. Такая теория, скорее всего, верна, так как, последние данные показывают, что между Марсом и Юпитером планета попросту не могла образоваться. Причина этого – сильное гравитационное влияние Юпитера. Именно оно не дало протопланетному веществу (космической пыли, из которой создаются планеты) образоваться в полноценное небесное тело на таком далеком от Солнца расстоянии.
Исследования метеоритов, которые вышли из пояса астероидов и упали на Землю, показывают, что большинство из них относится к хондритам – метеоритам, в которых, в отличие от ахондритов, не происходила сепарация веществ, как обычно бывает в процессе формирования планет. Данные исследования лишний раз подтверждают вышеизложенную гипотезу, которая опираясь на реальные научные данные, выглядит гораздо убедительнее той версии, которую нам предлагают шумерские мифы.
Сегодня, ученым отлично известно, что пояс астероидов – отнюдь не сказочная, расколовшаяся планета, а остатки протопланетного вещества, которое появилось еще во времена зарождения Солнечной системы. Однако мифы и предания о легендарном Фаэтоне до сих пор живы и заставляют многих людей по всему миру проявлять интерес к такому астрономическому явлению, как пояс астероидов.

Открытие пояса астероидов

Своеобразной предысторией начала изучения пояса астероидов можно считать открытие зависимости, приблизительно описывающей расстояния планет от Солнца, получившей название правила Тициуса - Боде.
Впервые оно было сформулировано и опубликовано немецким физиком и математиком Иоганном Тициусом ещё в 1766 году, но несмотря на то, что ему, с указанными оговорками, удовлетворяли все шесть известных на то время планет (от Меркурия до Сатурна), правило долго не привлекало внимания. Так продолжалось до тех пор, пока в 1781 году не был открыт Уран, большая полуось орбиты которого точно соответствовала предсказанной данной формулой. После этого Иоганн Элерт Боде высказал предположение о возможности существования пятой от Солнца планеты между орбитами Марса и Юпитера, которая, согласно данному правилу, должна была находиться на расстоянии 2,8 а. е. и при этом до сих пор не была обнаружена. Открытие Цереры в январе 1801 года, причём именно на указанном расстоянии от Солнца, привело к усилению доверия к правилу Тициуса - Боде среди астрономов, которое сохранялось вплоть до открытия Нептуна, который выпадает из этого правила.

1 января 1801 года итальянский астроном Джузеппе Пиацци, наблюдая за звездным небом, открыл первый объект пояса астероидов – карликовую планету Цецера. Затем в 1802 году был открыт еще один крупный объект – астероид Паллада. Оба этих космических тела двигались примерно на одинаковой орбите от Солнца – 2,8 астрономических единицы. После открытия в 1804 году Юноны и в 1807 Весты – крупных небесных тел, двигавшихся по той же самой орбите, что и предыдущие, открытия новых объектов в этой области космоса прекратились до 1891 года. В 1891 году немецкий ученый Макс Вольф, используя метод астрофотографии, в одиночку обнаружил между Марсом и Юпитером 248 мелких астероидов. После чего, открытия новых объектов в этой области неба посыпались одно за другим.

Пояс астероидов вызывал интерес ученых не только в течение прошлых столетий, но и в последние годы. Первым серьезным достижением современных технологий в области изучения этого скопления небесных объектов был полет космического аппарата «Пионер-10», который был создан для изучения Юпитера и долетел до области главного пояса 16 июля 1972 года. Этот аппарат первым прошел сквозь пояс астероидов. С тех пор сквозь пояс пролетело еще 9 космических аппаратов. Ни один из них во время путешествия не пострадал от столкновения с астероидом.
Аппараты «Пионер-11», «Вояджер-1» и «Вояджер-2», а также зонд «Улисс» пролетали через пояс без запланированных или случайных сближений с астероидами. Аппарат «Галилео» стал первым космическим аппаратом, который сделал снимки астероидов. Первыми сфотографированными объектами стали астероид (951) Гаспра в 1991 году и астероид (243) Ида в 1993 году. После этого в НАСА была принята программа, согласно которой любой аппарат, пролетающий через пояс астероидов, должен, по возможности, пролететь мимо какого-либо астероида. В последующие годы космическими зондами и аппаратами были получены изображения ряда мелких объектов, таких как (253) Матильда в 1997 году с аппарата NEAR Shoemaker, (2685) Мазурский в 2000 году с «Кассини», (5535) Аннафранк в 2002 году со «Стардаст», (132524) APL в 2006 с зонда «Новые горизонты», (2867) Штейнс в 2008 году и (21) Лютеция в 2010 году с «Розетты».

Большинство изображений астероидов главного пояса, переданных космическими аппаратами, получены в результате краткого пролёта зондов вблизи астероидов на пути к основной цели миссии - для подробного изучения астероидов отправляли только два аппарата: NEAR Shoemaker, который исследовал (433) Эрос и Матильду, а также «Хаябуса», главной целью которого было изучение (25143) Итокава. Аппарат в течение длительного времени изучал поверхность астероида и даже, впервые в истории, доставил частицы грунта с его поверхности.

27 сентября 2007 года к крупнейшим астероидам Весте и Церере была отправлена автоматическая межпланетная станция Dawn. Аппарат достиг Весты 16 июля 2011 года и вышел на её орбиту. После изучения астероида в течение полугода он направился к Церере, которой достиг в 2015 году. Изначально предполагалось расширение его миссии для исследования Паллады.

Состав

Углеродистые астероиды класса C, названные так из-за большого процента простейших углеродных соединений в их составе, являются наиболее распространёнными объектами в главном поясе, на них приходится 75 % всех астероидов, особенно большая их концентрация характерна для внешних областей пояса. Эти астероиды имеют слегка красноватый оттенок и очень низкое альбедо (между 0,03 и 0,0938). Поскольку они отражают очень мало солнечного света, их трудно обнаружить. Вполне вероятно, что в поясе астероидов находится ещё немало относительно крупных астероидов, принадлежащих к этому классу, но до сих пор не найденных из-за малой яркости. Зато эти астероиды довольно сильно излучают в инфракрасном диапазоне из-за наличия в их составе воды. В целом их спектры соответствуют спектру вещества, из которого формировалась Солнечная система, за исключением летучих элементов. По составу они очень близки к углеродистым хондритным метеоритам, которые нередко находят на Земле. Крупнейшим представителем этого класса является астероид (10) Гигея.

Вторым по распространённости спектральным классом среди астероидов главного пояса является класс S, который объединяет силикатные астероиды внутренней части пояса, располагающиеся до расстояния 2,5 а. е. от Солнца. Спектральный анализ этих астероидов выявил наличие в их поверхности различных силикатов и некоторых металлов (железо и магний), но практически полное отсутствие каких-либо углеродных соединений. Это указывает на то, что породы за время существования этих астероидов претерпели значительные изменения, возможно, в связи с частичным плавлением и дифференциацией. Они имеют довольно высокое альбедо (между 0,10 и 0,2238) и составляют 17 % от всех астероидов. Астероид (3) Юнона является самым крупным представителем этого класса.

Металлические астероиды класса M, богатые никелем и железом, составляют 10 % от всех астероидов пояса и имеют умеренно большое альбедо (между 0,1 и 0,1838). Они расположены преимущественно в центральных областях пояса на расстоянии 2,7 а. е. от Солнца и могут быть фрагментами металлических ядер крупных планетезималей (небесное тело, образующееся в результате постепенного приращения более мелких тел, состоящих из частиц пыли протопланетного диска; непрерывно притягивая к себе новый материал и накапливая массу, планетезимали формируют более крупное тело), вроде Цереры, существовавших на заре формирования Солнечной системы и разрушенных при взаимных столкновениях. Однако в случае с металлическими астероидами не всё так просто. В ходе исследований обнаружено несколько тел, вроде астероида (22) Каллиопа, спектр которых близок спектру астероидов класса M, но при этом они имеют крайне низкую для металлических астероидов плотность. Химический состав подобных астероидов на сегодняшний день практически неизвестен, и вполне возможно, что по составу они близки к астероидам класса C или S.

Одной из загадок астероидного пояса являются относительно редкие базальтовые астероиды класса V. До 2001 года считалось, что большинство базальтовых объектов в поясе астероидов являются фрагментами коры Весты (отсюда и название класс V), однако подробное изучение астероида (1459) Магния позволило выявить определённые различия в химическом составе открытых ранее базальтовых астероидов, что предполагает их отдельное происхождение.

Прослеживается довольно чёткая зависимость между составом астероида и его расстоянием от Солнца. Как правило, каменные астероиды, состоящие из безводных силикатов, расположены ближе к Солнцу, чем углеродные глинистые астероиды, в которых часто обнаруживают следы воды, в основном в связанном состоянии, но возможно, и в виде обычного водяного льда. Во внутренних областях пояса влияние солнечной радиации было более значительно, что привело к выдуванию лёгких элементов, в частности, воды, на периферию. В результате вода сконденсировалась на астероидах внешней части пояса, а во внутренних областях, где астероиды прогреваются достаточно хорошо, её практически не осталось.

Астероиды как источники ресурсов

Постоянный рост потребления ресурсов промышленностью приводит к истощению их запасов на Земле, по некоторым оценкам, запасы таких ключевых для промышленности элементов, как сурьма, цинк, олово, серебро, свинец, индий, золото и медь, могут быть исчерпаны уже через 50-60 лет, и необходимость искать новые источники сырья станет особенно очевидной.

С точки зрения промышленного освоения астероиды являются одними из самых доступных тел в Солнечной системе. Ввиду малой гравитации посадка и взлёт с их поверхности требуют минимальных затрат топлива, а если использовать для разработки околоземные астероиды, то и стоимость доставки ресурсов с них на Землю будет низкой. Астероиды могут быть источниками таких ценных ресурсов, как, например, вода (в виде льда), из которой можно получить кислород для дыхания и водород для космического топлива, а также различные редкие металлы и минералы, такие как железо, никель, титан, кобальт и платина, и, в меньшем количестве, другие элементы вроде марганца, молибдена, родия и т. п. По сути, большинство элементов тяжелее железа, добываемых сейчас с поверхности нашей планеты, являются остатками астероидов, упавших на Землю в период поздней тяжёлой бомбардировки.

В 2004 году мировое производство железной руды превысило 1 млрд тонн. Для сравнения, один небольшой астероид класса M диаметром в 1 км может содержать до 2 млрд тонн железо-никелевой руды, что в 2-3 раза превышает добычу руды за 2004 год. Самый крупный известный металлический астероид (16) Психея содержит 1,7·10^19 кг железо-никелевой руды (что в 100 тысяч раз превышает запасы этой руды в земной коре). Этого количества хватило бы для обеспечения потребностей населения земного шара в течение нескольких миллионов лет, даже с учётом дальнейшего увеличения спроса. Небольшая часть извлечённого материала может также содержать драгоценные металлы.

Примером астероида, наиболее перспективного для освоения, является астероид (4660) Нерей. Этот астероид имеет очень низкую первую космическую скорость, даже по сравнению с Луной, что позволяет легко поднимать с его поверхности добытые материалы. Однако, чтобы доставить их на Землю, потребуется разогнать корабль до гораздо большей скорости.

Существует три возможных варианта добычи сырья:

Добыча руды и доставка её на место последующей переработки

Переработка добытой руды прямо на месте добычи, с последующей доставкой полученного материала

Перемещение астероида на безопасную орбиту между Луной и Землёй. Это теоретически может позволить сэкономить добытые на астероиде материалы.

Американцы уже начали юридическую суету.
25 ноября 2015 года Обама подписал U.S. Commercial Space Launch Competitiveness Act (H.R. 2262). Этот закон признает право граждан на владение космическими ресурсами. Согласно статье § 51303 закона:

Гражданин Соединенных Штатов, занимающийся добычей ресурсов астероида или других космических ресурсов, имеет право владеть, транспортировать, использовать и продавать эти ресурсы в соответствии с действующим законодательством и международными обязательствами США.

При этом в законе подчеркивается, что разрешено владеть именно добытыми ресурсами, а не самими космическими объектами (владение космическими объектами запрещает Договор о космосе).

Размеры Солнечной системы

Напоследок хочу привести цитату из книги Билла Брайсона "Краткая история почти всего на свете".

"...Наша Солнечная система, пожалуй, самое оживленное место на триллионы миль вокруг, однако все, что мы видим в ней - Солнце, планеты со спутниками, миллиард или около того кувыркающихся камней пояса астероидов, кометы и разные другие плавающие обломки, - занимает менее одной триллионной части имеющегося пространства. Вы также легко поймете, что ни на одной из встречавшихся вам карт Солнечной системы масштаб даже отдаленно не соответствует реальному. На большинстве школьных схем планеты изображены рядом, вплотную одна к другой - на многих иллюстрациях планеты-гиганты даже отбрасывают друг на друга тени, - но это неизбежный обман, дабы поместить их все на одном листе бумаги. В действительности Нептун расположен не чуть позади, а далеко позади Юпитера - в пять раз дальше, чем сам Юпитер от нас, так далеко, что получает лишь 3 % солнечного света, получаемого Юпитером.
Расстояния эти таковы, что на практике невозможно изобразить Солнечную систему с соблюдением масштаба.
Даже если сделать в учебнике большую раскладывающуюся вклейку или просто взять самый длинный лист бумаги, этого все равно будет недостаточно. Если на масштабной схеме Солнечной системы Землю изобразить размером с горошину, Юпитер будет находиться на расстоянии 300 м, а Плутон в 2,5 км (и будет размером с бактерию, так что в любом случае вы не сможете его разглядеть). В том же масштабе ближайшая звезда, Проксима Центавра, будет находиться в 16 000 км от нас. Если даже вы ужмёте все до такой степени, что Юпитер станет размером с точку в конце этого предложения, а Плутон не больше молекулы, то и в этом случае Плутон будет находиться на расстоянии больше десяти метров...
...А теперь еще одна вещь, которую следует учесть: пролетая мимо Плутона, мы лишь пролетаем мимо Плутона. Если заглянете в план полета, то увидите, что его цель - путешествие к краю Солнечной системы, но боюсь, что мы еще не добрались до него. Плутон может быть последним объектом, отмеченным на школьных схемах, но сама система здесь не кончается. На самом деле ее конца еще даже не видно. Мы не доберемся до края Солнечной системы, пока не пройдем сквозь облако Оорта, огромное царство кочующих комет... Плутон отмечает всего лишь одну 50-тысячную пути, а вовсе не край Солнечной системы, как бесцеремонно указывается на школьных схемах"

В незапамятные времена между Марсом и Юпитером была еще одна планета расколовшаяся на части в результате какого-то катаклизма. Теперь на месте ее бывшей орбиты находится пояс астероидов. Отголоски той космической катастрофы сохранились в преданиях многих народов, в частности в древнегреческом мифе о Фаэтоне. Многие ученые, уфологи, эзотерики, писатели-фантасты считают, что на Фаэтоне процветала высокоразвитая цивилизация .

Охота за астероидами

С давних пор астрономы недоумевали, почему столь велик промежуток между орбитами Марса и Юпитера. По всем расчетам, там должна быть еще одна планета. Такую гипотезу еще в XVII веке выдвинул Иоганн Кеплер. А через 100 лет после него немецкие астрономы Иоганн Даниэль Тициус и Иоганн Элерт Боде нашли закономерность в расположении планет Солнечной системы и предложили простое правило, позволяющее легко определить расстояние любой из них до Солнца.

Как это сделать? Нужно написать ряд чисел: 0, 3, 6, 12, 24, 48, 96, 192, в котором каждое, начиная с третьего числа, вдвое больше предыдущего. Затем прибавить к числам этого ряда по 4 и поставить впереди также четверку. Получится новый ряд: 4, 7, 10, 16, 28, 52, 100, 196.

Теперь следует разделить все эти числа на 10 и получатся довольно точные расстояния планет от Солнца (если считать расстояние от Земли нашего светила за одну астрономическую единицу): 0,4 - Меркурий; 0,7 - Венера; 1 - Земля; 1,6 - Марс; 2,8 - ?; 5,2 - Юпитер; 10 -Сатурн; 19,6 - ? (это Уран, в то время еще не открытый).

Но когда в 1781 году Уильям Гершель обнаружил Уран на расстоянии от Солнца, соответствующем формуле Тициуса - Боде, многие астрономы уверовали в истинность этой числовой закономерности - и принялись за поиски недостающей планеты между Марсом и Юпитером.

Искали ее многие, а обнаружил совершенно случайно в новогоднюю ночь 1801 года директор обсерватории в Палермо (Сицилия) Джузеппе Пиацци. Это небесное тело, названное Церерой, двигалось точно по орбите, соответствующей правилу Тициуса - Боде.

Правда, смущал слишком слабый блеск «новокрещенной», говоривший о том, что между Марсом и Юпитером кружится совсем малютка, значительно уступающая другим планетам Солнечной системы (всего 960 километров в поперечнике). Но через год врач и астроном-любитель Генрих Вильгельм Ольберс открыл на расстоянии 2,8 астрономической единицы от Солнца такую же крошку Палладу.

Впоследствии были найдены Юнона, Веста, Астрея. Тогда астрономы поняли, что на орбите между Марсом и Юпитером находится множество малых планет-астероидов, и открыли настоящую охоту за ними. К началу XX века было зафиксировано и описано более 300 малых планет, а к 2011 году их насчитывалось уже 285 тысяч. Но названия имеют только 19 тысяч.

Церера и Веста

Весь этот «космический мусор» толчется в пространстве между Марсом и Юпитером. Но пути некоторых астероидов под планетарным влиянием стали весьма причудливы. Например, Эрос заходит в орбиту Марса, Амур, Ганимед, Гермес и Аполлон - в орбиты Меркурия и Венеры, а Икар добирается чуть ли не до Солнца, а каждые 19 лет проходит вблизи от нашей планеты.

Но все же, если собрать воедино части этого космического пазла, получится планета, по размерам не уступающая Марсу и Земле, а возможно, и превосходящая их.

Как погиб Фаэтон?

Какая же чудовищная сила разрушила Фаэтон (если, конечно, он действительно существовал)?

Генрих Ольберс предположил, что пятая планета находилась на гравитационно неустойчивой орбите в зоне одновременного воздействия гравитационного поля Юпитера и Солнца - и приливные силы буквально разорвали ее на части.

Писатель Анатолий Митрофанов развил эту версию в романе «На десятой планете» (1960), предположив, что в гибели Фаэтона в значительной степени повинна высокоразвитая цивилизация фаэтов, совершившая неудачную попытку обуздать опасно возросшую вулканическую деятельность, вызванную нестабильностью ядра планеты под влиянием приливных сил Юпитера.

По гипотезе геолога Игоря Рязанова, 4,5 миллиарда лет назад (через 500-600 миллионов после начала формирования Солнечной системы) тело размером с нашу Луну, прилетев из дальнего космоса, врезалось в Фаэтон, расколов его на множество астероидов. Подобную версию поддерживали и многие другие ученые.

Писатель Александр Казанцев в романе «Фаэты» рассказал, что древняя планета Фаэна погибла в результате ядер-ной войны, вызвавшей взрыв океанов. Уцелели только участники межпланетных экспедиций, создавшие колонии на Марсе и Земле.

Как вариант этой гипотезы, существует предположение, что цивилизация Фаэтона воевала с цивилизацией Марса. После обмена мощнейшими ядерными ударами Красная планета стала безжизненной, а Фаэтон полностью разрушился. Эту версию поддерживает известный астрофизик Джон Брандербург, заявивший, что причиной гибели жизни на Марсе стали два мощнейших ядерных удара, нанесенных из космоса миллионы лет назад.

Советский астроном Феликс Зигель предположил, что Марс, Луна и Фаэтон когда-то составляли трехпланетную систему с общей орбитой вокруг Солнца. Катастрофа Фаэтона превратила его в астероиды и нарушила равновесие трех тел. Марс и Луна вышли на более близкие к Солнцу орбиты и стали нагреваться.

При этом меньшая по размерам Луна потеряла всю атмосферу, Марс - большую ее часть. В дальнейшем Луна прошла в опасной близости к Земле и была захвачена ею.

Однако многие ученые отрицали существование Фаэтона. Например, советский академик Отто Шмидт и его последователи считали, что астероиды были лишь зародышами планет, строительным материалом, который так и не смог слепиться в единое целое из-за гравитационного воздействия Юпитера.

С ними солидарна Люси Макфадден, астроном из Университета Мэриленда. По ее мнению, Церера - планетный «эмбрион», остановившийся в своем развитии из-за влияния мощного гравитационного поля Юпитера, который не позволил ему набрать нужное количество вещества, чтобы превратиться в полноразмерную планету.

Звезда по имени Юпитер

Существует еще одна невообразимо смелая гипотеза. Согласно ей, миллиарды лет назад в нашей системе было два светила - Юпитер и Солнце. Оба они влияли на орбиты планет, причем Фаэтон и Марс входили преимущественно в планетную систему звезды Юпитер.

На Фаэтоне существовала высокоразвитая технократическая цивилизация, успешно преодолевшая «ядерный порог» в своем развитии, подчинившая себе могучие силы природы, вышедшая в космическое пространство и создавшая колонии на Марсе, Земле, Венере, постепенно превращая эти планеты в пригодные для жизни.

Но с течением времени на Юпитере развились необратимые процессы, и он вспыхнул сверхновой, сначала расширившись почти до орбиты Фаэтона, а затем «съежившись» до нынешних размеров газового гиганта, постепенно остывающего. Колоссальный выплеск энергии обрушился на Фаэтон, расколов его на части.

Были сорваны с орбит все планеты двойных звезд. Особенно пострадали Марс, Земля и Венера, на которых было уничтожено все живое. К счастью, уцелели участники межзвездных экспедиций фаэтов, которые к тому времени уже обживали планеты, обнаруженные в системах альфы Центавра, Сириуса, Денеба, Лиры.

Через миллионы лет, когда последствия колоссальной космической катастрофы улеглись, они вернулись на свою прародину, в теперь уже только Солнечную систему, и обнаружили, что планета Земля вполне подходит для освоения. Теперь она обзавелась спутником - Луной, в которой фаэты опознали ядро своей родной планеты.

Интересно, что в III веке до нашей эры главный смотритель Александрийской библиотеки Аполлоний Родиус писал, что было время, когда на земном небе не существовало Луны. Эту информацию ученый получил, перечитывая древнейшие рукописи, которые потом сгорели вместе с библиотекой.

В мифах бушменов Южной Африки также говорится о том, что до потопа ночное небо освещали лишь звезды. Отсутствуют сведения о Луне и в наиболее древних хрониках майя.

Эти древние источники - отголоски знаний земной цивилизации фаэтов, достигшей высочайшего развития, но погубленной, по иронии судьбы, обломком своей родной планеты - большим астероидом, столкнувшимся с Землей. После этого человечество (его уцелевшие остатки) оказалось отброшено в первобытное состояние - и было вынуждено начать все сначала.

Валерий НИКОЛАЕВ

Не так давно в астрономическом сообществе было обсуждение, что в Солнечной Системе между Юпитером и Марсом была еще одна планета.

Доказательством является то, что сейчас там находится так называемый пояс астероидов (состоит примерно из 400 000 астероидов), и вот на них найдены следы органических молекул, а это значит, что астероиды откололись от планеты. По одной из гипотез – это планета Фаэтон.

Это подтверждает и известное правило Тициуса-Боде. Правило Тициуса - Боде представляет собой эмпирическую формулу, приблизительно описывающую расстояния между планетами Солнечной системы и Солнцем (средние радиусы орбит).

К каждому элементу последовательности Di=0,3,6,12 прибавляется 4, затем результат делится на 10. Полученное число считается радиусом орбиты i-й планеты в астрономических единицах. То есть

Встречается также другая формулировка: для любой планеты расстояние от неё до самой внутренней планеты (Меркурия) в два раза больше, чем расстояние от предыдущей планеты до внутренней планеты.

Результаты вычислений приведены в таблице:

Видно, что этой закономерности соответствует и пояс астероидов, а Нептун, напротив, из закономерности выпадает, причём его место занимает Плутон, хотя он, согласно решению XXVI Ассамблеи МАС исключён из числа планет.

Правило не привлекало большого внимания до тех пор, пока в 1781 году не был открыт Уран, который почти точно лёг на предсказанную последовательность. А затем Фаэтон представили как недостающую по этой формуле планету. Когда-то давно во время парада планет она столкнулась с Марсом, и после этого, Марс стал безжизненным. Подобная участь ожидала и Землю, но большую часть энергии погасил Марс.

Противники этой теории утверждают, что каждая планета имеет ядро, которое среди астероидов не обнаружили. Соответственно, нет ядра – а, значит, и планеты не было.
И тут у ученых появляется объяснение – Луна и есть то самое ядро. Оказывается, во многих хрониках, мифах и преданиях говорится, что как раз Луны-то на небе не было. А появилась она после Всемирного потопа. Вспомним о том, что приливами и отливами на нашей планете «управляет» Луна. Тогда можно предположить какой силы мог быть прилив, когда ядро Фаэтона появилось так близко от поверхности Земли. Массы воды, в том числе, которые были под землей, приливными силами были подняты на поверхность. Это и был потоп.

Известно также, что более чем 12 тысяч лет назад год равнялся 360 дням. Увеличение года на пять дней ученые объясняют так: масса Земли увеличилась за счет присутствия Луны, планета отошла дальше от Солнца, орбита стала больше, и год увеличился на пять дней.

Далеко не все согласны с теорией про Фаэтон и Луну. Некоторые считают, что пояс астероидов является не разрушенной планетой, а планетой, которая так и не смогла сформироваться ввиду гравитационного влияния Юпитера и отчасти других планет-гигантов.