Мы все видели научно-фантастические фильмы с поясами астероидов, которые требуют «больших навыков», чтобы пролететь через них, но насколько на самом деле плотен пояс астероидов?
Какую часть пояса можно увидеть с поверхности данного астероида?
Он неравномерный, с плотными и редкими пятнами?
Википедия оценивает около 1,5 миллиона астероидов в главном поясе астероидов размером более 1 км (около 0,6 мили). При указанном выше общем объеме в 13 триллионов триллионов кубических миль это будет около 8 миллионов триллионов кубических миль на астероид. Извлекая из этого кубический корень, мы получаем типичное расстояние в 2 миллиона миль, или примерно в 8 раз большее расстояние от Земли до Луны.
Проще говоря, каждый научно-фантастический фильм, в котором он когда-либо был показан, оказывает гротескную медвежью услугу тому, на что на самом деле похоже поле астероидов. На самом деле, пилоту X-wing , например, вместо того, чтобы пикировать и уклоняться , вероятно, было бы трудно сказать, что он даже находится в поле астероидов.
Я также поддержу ссылку Стюарта Р., работающую с математикой, воспроизведенную здесь .
Миссия NASA Dawn видит, как корабль направляется к поясу астероидов, пока мы говорим — они намерены преуспеть, направившись к Церере и Весте и т.д.
Наше интуитивное знание Вселенной говорит о том, что будет и подобие хаоса, и порядок, причем тела будут иметь доминирующие факторы, создающие мини-системы, казалось бы, упорядоченные, которые могут или в конечном итоге приведут к столкновениям, но мы можем быть уверены, что пространства гораздо больше, чем есть на самом деле. являются объектами.
Фактическое расстояние между каждым из объектов не может быть известно полностью, мы даже не знаем обо всех объектах в главном поясе астероидов; тем не менее, мы можем оценить, основываясь на имеющихся у нас знаниях — на сайте Dawn также есть некоторая информация об этом, так что процитирую краткий отрывок :
Астероиды распределены в поясе астероидов неравномерно, но можно предположить, что они равномерно распределены в районе от 2,2 а.е. (1 а.е. составляет 93 миллиона миль, или среднее расстояние между Землей и Солнцем) до 3,2 а.е. 0,5 а.е. выше и ниже эклиптики (плоскость земной орбиты, которая является удобным ориентиром для Солнечной системы). Это дает объем примерно 16 кубических а.е., или около 13 триллионов триллионов кубических миль. (Примечание: место большое!)
Стоя на поверхности астероида и глядя в пояс, вы не получите особенно показательного вида пояса в целом, на самом деле объекты в космосе будут казаться несколько разбросанными на этом уровне. Чем дальше от него вы находитесь (в пределах видимости) и, в идеале, под углом над плоскостью орбиты, тем больше у вас получится картина, что это «пояс».
Кроме того, вот достойное чтение с некоторым наблюдательным анализом орбитального распределения пояса астероидов и распределения по размерам .
Доктор Марк Д. Рэйман, главный инженер миссии «Рассвет» , приводит более точные статистические данные и аналогии здесь: Журнал «Рассвет»: 27 ноября 2009 г.
Dawn преодолеет 7,7 астрономических единиц (а.е.), или почти 1,2 миллиарда километров (почти 720 миллионов миль), до встречи с Вестой в июле 2011 года. Тем не менее, за все это время и на всем этом расстоянии зонд приблизится к астероиду из каталога на расстояние 1,0 миллиона километров (более 600 тысяч миль), что более чем в 2,5 раза превышает расстояние между Землей и Луной.
Набор занесенных в каталог объектов обычно составляет несколько километров в поперечнике, а некоторые - всего около одного километра. Но он также отмечает, что Dawn на самом деле готов столкнуться с некоторыми мелкими частицами. Поскольку они движутся в том же направлении, что и большинство объектов, относительная скорость будет низкой, и они защитили чувствительные части космического корабля, поэтому столкновения не рассматриваются как серьезная угроза для миссии.
Я все еще хотел бы увидеть некоторые подробности о том, насколько большие частицы они могут столкнуть и каков на самом деле риск. Эти ссылки могут быть полезны и предполагают, что все еще существует большая неопределенность даже в отношении того, какое значение степенной зависимости является правильным для более рискованных небольших фрагментов и частиц:
Распределение размеров астероидов - Sloan Digital Sky Survey
А вот еще один забавный PDF-файл с классной картинкой обломков столкновения с астероидом и расчетами плотности и частоты:
Все зависит от размера астероидов, о которых вы говорите. Пояс астероидов в нашей Солнечной системе настолько обширен, что даже если вы спуститесь к объектам размером ~ 1 метр, каждый из них может иметь в своем распоряжении более 4000 квадратных километров. И это без учета того факта, что у пояса астероидов есть третье измерение.
Но в поясе есть сгустки, «семейства» и другие неоднородности. Некоторые астероиды обычно путешествуют вместе, но они все еще очень разбросаны по сравнению с тем, что вы видите в фильмах и телешоу. Основным исключением будут случаи астероидов со спутниками, таких как Гаспра и Ида .
Вот ссылка, которая проходит через некоторые математические операции.
Мой учитель астрономии-первокурсник использовал аналогию: если вы уменьшите астероид среднего размера до размера картофелины, тогда картофелины будут находиться в среднем на расстоянии около километра друг от друга.
Поля астероидов, как их изображают в научно-фантастических фильмах, нестабильны. Со временем они либо рассеются, все эти куски скалы будут медленно уплывать друг от друга; или, если они достаточно велики, они разрушились бы под действием силы тяжести и образовали рыхлую кучу.
Плотное скопление горных пород, как показано в фильмах, не исключено. Какое-то маловероятное столкновение может порождать их время от времени, учитывая, насколько велика Вселенная. Но если вы когда-нибудь столкнетесь с ним в своих космических путешествиях: во-первых, это крайне маловероятно; а во-вторых, это довольно свежие творения - присмотритесь, они испарятся в мгновение ока космического.
Дэвид Ричерби
Осьминог