Warum wollen Menschen Asteroiden erforschen?

Ein Asteroid ist ein Himmelskörper, der im Sonnensystem die Sonne umkreist, aber in Größe und Masse viel kleiner ist als ein Planet. Bislang hat der Mensch nahezu eine Million Asteroiden beobachtet, die weit verstreut sind, von der niedrigen Erdumlaufbahn bis hin zum Asteroidengürtel, Kuipergürtel und sogar noch weiter entfernten Weltraum. Asteroiden bewahren ursprüngliche Informationen über die Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems, enthalten enorme Mengen an Ressourcen und stellen eine echte Bedrohung für die Erde dar. Ihre Erforschung wird dazu beitragen, den Ursprung des Lebens aufzudecken, natürliche Ressourcen zu erschließen, den technologischen Fortschritt zu fördern und die Sicherheit der Erde zu schützen. Sie sind derzeit ein heißes Thema in der internationalen Erforschung des Weltraums.

Die Geheimnisse der Evolution des Sonnensystems und der Entstehung des Lebens entschlüsseln

Wie entstehen Asteroiden? Aktuelle Theorien gehen davon aus, dass sich in der Frühzeit des Sonnensystems weiterhin feste Materie aus der ursprünglichen Sonnennebelwolke verdichtete und von nahegelegenen großen Planeten angezogen und eingefangen wurde. Während seiner Entstehung verursachte Jupiter zunehmend größere Gravitationsstörungen, die dazu führten, dass die verbleibende Materie kontinuierlich kollidierte und zerbrach, wodurch schließlich eine große Zahl von Asteroiden zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter entstand.

Dieser Prozess ist grundsätzlich mit der Entstehung des Sonnensystems synchronisiert. Große Himmelskörper im Sonnensystem wie die Erde und der Mars haben im Laufe von Milliarden von Jahren eine komplexe Entwicklung durchlaufen und sind heute völlig anders. Allerdings verläuft die innere Evolution der meisten Asteroiden nur langsam und sie behalten immer noch ungefähr das Aussehen, das sie bei ihrer Entstehung hatten. Sie zeichnen den Anfangszustand des Sonnennebels, seine Entwicklung und den Wachstumsprozess der Planeten auf und können als „Fossilien“ des Sonnensystems bezeichnet werden. Die Bestimmung der chemischen Zusammensetzung, der Oberflächenmaterialeigenschaften und der inneren Struktur von Asteroiden bietet eine gute Möglichkeit, den Ursprung und die Entwicklung des Sonnensystems zu untersuchen.

Wie entstanden Wasser und Leben auf der Erde? Einige Wissenschaftler glauben, dass sie möglicherweise von kleinen Himmelskörpern wie Asteroiden und Kometen auf die Erde gebracht wurden, da sie auch organische Bestandteile und Substanzen wie Wassereis enthalten. Die Erforschung von Asteroiden kann wichtige Hinweise für die Erforschung der Entstehung des Lebens auf der Erde liefern.

Die Rosetta-Philae-Sonde der ESA kam anhand von Isotopenmessungen zu dem Schluss, dass das Wasser auf der Erde nicht von Kometen stammt. Die japanischen Sonden Hayabusa 1 und 2 sammelten Proben von den Asteroiden Itokawa bzw. Ryugu. Analysen ergaben, dass die im Asteroiden enthaltene organische Substanz nicht-biologischen Ursprungs war, während die Staubproben des Asteroiden mehr als 20 Arten von Aminosäuren enthielten, was die Hypothese stützt, dass Asteroiden Leben verbreiten.

Es gibt viele Arten und Zahlen von Asteroiden und sie sind weit verbreitet. Durch die kontinuierliche Verbesserung der Erkennungstechnologie und eine eingehendere und systematischere Erforschung von Asteroiden wird es mehr Hilfestellung für die Erforschung der Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems, der Entstehung des Lebens auf der Erde und anderer Fragen geben.

Breite Perspektiven für die Ressourcenentwicklung

Asteroiden sind reich an Bodenschätzen und ein wichtiges Ziel für den Weltraumbergbau.

Entsprechend ihrer spektralen Eigenschaften können Asteroiden in C-Typ-Asteroiden (kohlenstoffhaltig), S-Typ-Asteroiden (felsig) und X-Typ-Asteroiden unterteilt werden. Unter ihnen sind Asteroiden vom Typ C reich an Elementen wie Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Viele Asteroiden vom Typ S und Typ X enthalten riesige Mengen an Bodenschätzen und einige Asteroiden sind sehr reich an Metallelementen.

Der größte bisher entdeckte Asteroid vom Typ M, Psyche, hat einen Durchmesser von etwa 250 Kilometern und besteht zu etwa 90 % aus Metall, hauptsächlich Eisen, Nickel und Pyroxen. Der erdnahe Asteroid 3554 hat einen Durchmesser von etwa 2,5 Kilometern und enthält schätzungsweise Platin- und Metallvorkommen im Wert von über 20 Billionen US-Dollar, die wichtige Ressourcen für das zukünftige Überleben und die Entwicklung der Menschheit darstellen könnten.

Sogar Asteroideneinschläge auf der Erde haben Mineralvorkommen hinterlassen. In der Region Sudbury in Kanada entstand durch den Einschlag eines kleinen Himmelskörpers ein Einschlagkrater mit einem Durchmesser von 100 Kilometern, der supergroße Minen von Kupfer-Nickel- und Platingruppenelementen enthält. Auf der mexikanischen Halbinsel Yucatán hinterließ ein Einschlagkrater mit 180 Kilometern Durchmesser eine große Kupferlagerstätte.

Darüber hinaus verfügen Asteroiden über eine geringe Schwerkraft, der Abbau von Ressourcen ist relativ einfach und sie können ihre Umlaufbahnen problemlos ändern. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der menschlichen Weltraumtechnologie werden wir in Zukunft in der Lage sein, mineralische Ressourcen von Asteroiden abzubauen und zur Erde zurückzuschicken. Oder wir können kleinere Asteroiden einfangen und sie zur Erschließung und Nutzung in eine niedrige Erdumlaufbahn oder in eine Umlaufbahn nahe dem Mond schicken. Oder wir können sie direkt vor Ort verarbeiten, um die für Weltraumaktivitäten benötigte Energie und die Materialien zu produzieren. Dadurch kann die Notwendigkeit von Starts von der Erde aus erheblich reduziert und Kosten und Risiken verringert werden.

Die Erschließung von Asteroidenressourcen ist für Großmächte im Weltraumzeitalter zu einem wichtigen Mittel geworden, um strategische Ressourcen zu gewinnen und neue Grenzen zu erweitern. Darüber hinaus wird es die Entwicklung weltraumwirtschaftlicher Industrieketten wie den Erde-Mond-Wirtschaftskreislauf und die Weltraumproduktion anführen und verfügt über äußerst weitreichende Aussichten.

Testgelände für die Erforschung des Weltraums

Die Erforschung von Asteroiden spielt eine wichtige Rolle bei der Förderung der technologischen Entwicklung. Im Vergleich zu großen Himmelskörpern weisen Asteroiden die Eigenschaften „Mikrogravitation und Unsicherheit“ auf. „Mikrogravitation“ bedeutet, dass die Schwerkraft auf der Oberfläche eines Asteroiden extrem gering ist, was es schwierig macht, eine Umlaufbahn um ihn zu erreichen. Seine Erkennung erfordert hochpräzise und äußerst zuverlässige autonome Navigationsfunktionen. Die Sonde kann nicht von der Schwerkraft des Asteroiden angezogen werden und landet. Um eine sichere Landung zu erreichen, muss das Antriebssystem präzise gesteuert werden. Ein weiterer Grund ist die geringe Fluchtgeschwindigkeit, sodass die Sonde problemlos von der Oberfläche des Asteroiden abheben kann.

Aufgrund der „Mikrogravitation“ ist eine detaillierte Voraberkennung von Asteroiden schwierig. Aufgrund der großen Entfernung können durch Erdbeobachtungen nur die grundlegenden Bahnparameter und wenige Informationen über den Asteroiden gewonnen werden. Darüber hinaus ist es schwierig, seine physikalischen Eigenschaften wie Größe, Topografie, Bewegungseigenschaften, Gravitationsfeld usw. zu erfassen. Dies führt zu Unsicherheiten im Verständnis und erschwert der Sonde das Rendezvous mit dem Asteroiden und die Landung auf ihm.

Daher spielt die Erforschung von Asteroiden eine unersetzliche Rolle bei der Entwicklung der Luft- und Raumfahrttechnologie. Dazu sind Durchbrüche bei einer Reihe neuer Kerntechnologien erforderlich, darunter präzise Bahnmessung und -steuerung, autonome Navigation, Transferbahnen mit geringem Schub, Oberflächenprobennahme von Himmelskörpern mit geringer Schwerkraft und langlebige elektrische Multimode-Antriebe. Die Entwicklung dieser Technologien wird die Möglichkeiten des Menschen zur Erforschung des Weltraums verbessern.

Auch die Erforschung von Asteroiden ist eine äußerst umfassende Weltraummission, die hohe Anforderungen an das Missionsdesign, die Startsysteme, den Weltraumantrieb sowie die Weltraummessung und -steuerung stellt. Viele erdnahen Asteroiden sind leicht zu erreichen, ihre Entdeckung ist nicht schwierig und kostengünstig und sie eignen sich hervorragend als Testgelände für Technologien. Die Vereinigten Staaten, Europa, Japan und andere Länder haben bei Asteroidenerkundungsmissionen eine große Zahl neuer Pläne und Technologien getestet.

So hat die Europäische Weltraumorganisation beispielsweise im Rahmen ihrer Kometenerkundungsmission Technologien wie die multiplanetare Hebelwirkung und die Landung auf Kometenoberflächen erprobt. Die NASA hat bei ihrer Asteroidenerkundung Technologien wie solarelektrischen Antrieb, autonome Navigation und Spektralbildgebung mit winzigen Kameras überprüft. Diese haben einen wichtigen Grundstein für die zukünftige Erforschung des Weltraums gelegt und stellen eine Generalprobe für die Reise der Menschheit in den Weltraum dar.

Den Frieden der Erde schützen

Der Einschlag kleiner Himmelskörper auf der Erde ist ein unvermeidliches Ereignis. Es hat im Laufe der Geschichte schon oft zu Umweltkatastrophen und Artensterben auf der Erde geführt. Es handelt sich um eine große potenzielle Bedrohung, der sich die Menschheit stellen muss.

In der Astronomie werden Asteroiden, deren Mindestabstand zur Erde 0,3 AE beträgt (1 AE ist die Entfernung zwischen Sonne und Erde), als erdnahe Asteroiden definiert. Bisher wurden mehr als 20.000 davon entdeckt und die Umlaufbahnen einiger von ihnen kreuzen die Erdumlaufbahn, sodass die Möglichkeit einer Kollision mit der Erde besteht. Asteroiden mit einer Mindestentfernung von 0,05 AE von der Erde und einem Durchmesser von mehr als 140 Metern werden als bedrohliche erdnahen Asteroiden definiert und machen ein Zehntel der Gesamtzahl aus.

Noch komplizierter ist, dass ein Asteroid, der sich der Erde auf eine bestimmte Distanz nähert, von der Erdanziehungskraft erfasst werden kann, seine Umlaufbahn verändert und auf die Erde stürzt. Ihre Umlaufbahnen ändern sich außerdem ständig aufgrund von Gravitationsstörungen anderer großer Himmelskörper im Sonnensystem. Daher gibt es nicht immer eine Konstante in der Anzahl der Asteroiden, die eine Bedrohung für die Erde darstellen, und die Bedrohungsstufe ändert sich häufig.

Die Menschheit ist einer äußerst ernsten Bedrohung ausgesetzt. Ein Asteroid mit einem Durchmesser von mehr als 140 Metern könnte mit einer solchen Wucht auf die Erde treffen, dass er ein mittelgroßes Land zerstören würde. Auf der Erde gibt es fast 200 bestätigte Meteoritenkrater, von denen etwa ein Viertel einen Durchmesser von mehr als 10 Kilometern hat. Der Asteroideneinschlag, der vor 65 Millionen Jahren zum Aussterben der Dinosaurier führte, hinterließ in Mexiko einen Krater mit einem Durchmesser von 150 Kilometern.

Im Jahr 2013 trat ein Asteroid mit einem Durchmesser von etwa 17 Metern in die Atmosphäre ein und explodierte 90 Kilometer über der russischen Region Tscheljabinsk. Die Explosionskraft entsprach der 13-fachen Explosionskraft der Atombombe, die über Hiroshima abgeworfen wurde. Bei dem Vorfall wurden über 1.600 Menschen verletzt und über 1.000 Häuser beschädigt.

Im Juli 2019 passierte ein Asteroid mit einem Durchmesser von 57 bis 130 Metern die Erde in einer Entfernung von 720.000 Kilometern. Hätte sich seine Umlaufbahn stärker verändert und wäre die Erde getroffen, hätte es zu einer Explosion mit der 5.000-fachen Kraft der Atombombe von Hiroshima gekommen. Der Asteroid flog von der Sonne auf die Erde zu und sein Schatten wurde durch das starke Sonnenlicht verdeckt. Die Wissenschaftler entdeckten die Spuren erst einen Tag zuvor und waren schockiert, als ihnen kalter Schweiß ausbrach.

Daher sind die Überwachung erdnaher Asteroiden sowie die Frühwarnung und Abwehr solcher Asteroiden eng mit dem Überleben der Menschheit verbunden und stellen zugleich eine der größten technischen Herausforderungen für die internationale Luft- und Raumfahrtgemeinschaft dar. Um den Frieden auf der Erde zu schützen, ist es notwendig, Himmelsdurchmusterungen erdnaher Asteroiden durchzuführen, um alle potenziellen Bedrohungen zu entdecken. bedrohliche Asteroiden kontinuierlich zu überwachen und Veränderungen der Risiken umgehend zu beurteilen; um Asteroiden zu erkunden und Proben zu entnehmen, um deren Materialzusammensetzung und Umlaufmechanismen zu untersuchen und letztlich potenzielle Bedrohungen zu eliminieren.

mein Land hat die Einrichtung eines erdnahen Asteroidenabwehrsystems angekündigt, um gemeinsam mit anderen Ländern auf die Bedrohung durch erdnahe Asteroideneinschläge zu reagieren. Dies ist für uns eine wichtige Maßnahme, um unseren Verpflichtungen als großes Land nachzukommen und unsere Verantwortung als großes Land unter Beweis zu stellen. Es ist auch eine unvermeidliche Entscheidung, das Überleben und die Entwicklung der Menschheit zu schützen und eine Gemeinschaft mit einer gemeinsamen Zukunft aufzubauen.