Asteroider är rester av det tidiga solsystemet, med potential att avslöja hemligheter om vår planets ursprung. Men de kan också få ett slut på livet på jorden. Nu två uppdrag, Lucy och DART (Double Asteroid Redirection Test) kommer att ge ytterligare insikter i båda dessa funktioner – med DART som till och med försöker omdirigera en månens omloppsbana runt en asteroid.

Rymdstenar anses i allmänhet vara asteroider om de är större än cirka 1 km stora, och gjorda huvudsakligen av "icke-flyktiga" material - kemikalier som lätt kan förångas. Kolmonoxid, till exempel, är flyktig då den förångas vid en temperatur på -191°C. Men järn, med en förångningspunkt på 2, 862°C är icke-flyktigt.

Detta skiljer sig något från kometer. Asteroider finns vanligare i det inre solsystemet, medan kometer med sin flyktiga sammansättning tenderar att lura i den yttre delen, långt från solens hetta. Cirka 500, 000 asteroider har katalogiserats hittills, och många har sina egna små månar.

Asteroider tros vara resterna av planetesimaler - föregångare till planeterna i det tidiga solsystemet, som smälte samman under gravitationen och bildade de välbekanta världar vi känner idag. Asteroider slapp på något sätt denna process, att bevara något av förhållandena i vårt tidiga solsystem, från en tid innan ens planeterna hade bildats. Denna epok är ganska mystisk. Hur små dammpartiklar, som utgjorde huvuddelen av fast material vid den tiden, kunde klumpa ihop sig och bilda större föremål som asteroider, med tanke på att de saknar egna betydande gravitationsfält, utreds fortfarande.

De mest kända av asteroiderna är de som finns i huvudbältet, en miljonstark svärm som kretsar runt solen mellan Mars och Jupiter. Det här låter mycket, men rymden är enorm och avstånden mellan en asteroid och en granne är vanligtvis miljontals kilometer. Således är oddsen för att framgångsrikt navigera ett asteroidfält, åtminstone i vårt solsystem, är betydligt bättre än 3, 720 till 1.

Rymdfarkosten Lucy på 980 miljoner USD (714 miljoner pund) – som ska lanseras den 16 oktober – kommer att flyga genom tre asteroidfält under sitt 12-åriga uppdrag. Den heter Lucy efter det berömda homininfossilet, eftersom man hoppas att det kan vara lika revolutionerande för vår kunskap om solsystemets ursprung. Lucy kommer att flyga först genom huvudbältet, res sedan utåt för att besöka två andra mindre bekanta asteroidfält – Jupitertrojanerna.

Trojanska asteroider kretsar runt solen vid "Lagrange-punkterna". Dessa är positioner i rymden där solens och en planets gravitationskraft balanserar ut så att ett föremål som finns där naturligt kommer att förbli på plats, potentiellt i miljarder år. Det finns fem sådana punkter för alla planeter i solsystemet och de är numrerade L1–L5 (se bilden nedan). Jupitertrojanerna, grupperade vid L4 och L5, är två enorma och outforskade asteroidfält, som mellan dem hyser minst lika många asteroider som huvudbältet.

Lucy kommer först att våga sig till L4 Jupiter Trojans, som den kommer att nå 2027. Den kommer sedan att flyga tillbaka mot jorden, använder vår planets gravitation för att slänga den tillbaka ut mot L5 Jupiter Trojans, som den kommer att nå 2033. Denna anmärkningsvärda flygväg kommer att åstadkommas med solel-elektrisk framdrivning.

Rymdfarkosten bär en rad instrument inklusive sofistikerade kameror och spektrometrar för att kartlägga asteroiderna och urskilja deras sammansättning. Det förväntas att den kemiska sammansättningen av Jupiter-trojanerna kommer att skilja sig något från huvudbältets asteroider, som innehåller en högre koncentration av flyktigt material, suddar ut skillnaden mellan asteroider och kometer. Verkligen, en Jupiter-trojan befanns nyligen ha en kometliknande svans.

Asteroid slår till

Alla asteroider är inte begränsade till ett bälte. Vissa vandrar genom hela solsystemet på banor som kan föra dem i nära anslutning till planeter som jorden. Asteroiders islagsrisk är relativt väl publicerad, särskilt efter Chelyabinsk-meteoren som exploderade över en rysk stad 2013, skadar över 1, 000 personer och orsakade omfattande skador.

Någon gång i slutet av november, Nasa kommer att försöka starta DART. Denna rymdfarkost kommer att försöka fånga upp 65803 Didymos, en jordnära asteroid med en egen liten måne, kallas Dimorphos. Den cirka 170 meter stora månen kommer att träffas av rymdfarkosten DART på 500 kg med en anslagshastighet på 6,6 kilometer per sekund. Målet är att observera en förändring i omloppsrörelsen hos Dimorphos kring Didymos som ett resultat av kollisionen.

Detta kommer att åstadkommas genom ett uppföljningsuppdrag som lanserats av ESA, kallade Hera, som kommer att nå Didymos 2026 och utföra en detaljerad undersökning av Dimorphos omloppsbana. Genom att mäta förändringen i den lilla månens omloppsbana, forskare och ingenjörer kommer att bättre kunna beräkna hur mycket energi som krävs för att ändra omloppsbanan för en hypotetisk framtidshotande asteroid. Det måste betonas att för närvarande, det finns inga kända framtida asteroid-jordkollisioner, men det är klart att det är bäst att förbereda sig för en sådan händelse.

Det kommer ännu fler asteroiduppdrag inom en snar framtid. I augusti 2022, Nasa kommer att skjuta upp Psyche för att besöka sin asteroid med samma namn, 16 psyke, som kretsar i huvudbältet. Denna märkliga värld är över 200 km bred och innehåller mycket metall. Så mycket faktiskt att det tros vara den exponerade kärnan av en en gång växande planet i det tidiga solsystemet, som drabbades av en katastrofal påverkan någon gång i det avlägsna förflutna. Denna kollision klippte av de yttre skikten av den spirande planeten, lämnar den exponerade metallrika kärnan bakom sig. Om denna teori visar sig vara korrekt, då kommer det att vara första gången som forskare har haft en chans att direkt observera en planetarisk kärna.

Den här mängden av kommande uppdrag, och många senaste tidigare, representerar något av en gyllene era inom asteroidforskning. Asteroider har fortfarande många historier att berätta, har en enorm ekonomisk potential som gruvresurser, och utgör en uppenbar fara för civilisationen på jorden.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.