Как натянуть "корову" на астероид и сколько может стоить трёхкилометровый космический объект, если продавать его пятьдесят лет
В начале октября в "The Planetary Science Journal" вышла статья, посвящённая исследованию двух астероидов. Статьи про малые тела выходят регулярно, и очередная из них могла пройти незамеченной для широкой публики, но там зашла речь про деньги...
Команда исследователей из научных учреждений США хотела как следует разглядеть #астероид 6178 (1986 DA) в ближнем инфракрасном диапазоне. Снять с объекта спектр с пристрастием хотели в силу того, что на сегодняшний день он является единственным околоземным астероидом, высокая доля металла в котором была установлена с помощью радарных наблюдений. Заодно под руку попался астероид 2016 ED85. В доступное наблюдательное время он имел неосторожность пролетать мимо и оказаться родом из тех же краёв что и первый.
Полученные ИК-спектры оказались довольно близки и друг с другом, и со спектрами других астероидов, предположительно содержащих большое количество металла. На основании анализа орбит и похожести спектров авторы предположили, что рассматриваемые ими астероиды изначально входили в семейство Фео, но покинули его из-за тесного контакта с резонансом 5:2.
Затем учёные задались вопросом поиска аналогов среди метеоритов, спектры которых напоминали бы полученные с двух астероидов. В качестве кандидатов были предварительно отобраны классы метеоритов с высоким содержанием металла, но палласиты отбросили из-за оливина (отсутствие или смещение характерной для него полосы в спектре), а CH-хондриты не угодили низкой плотностью. Таким образом, метеоритными аналогами изученных астероидов могли оказаться либо мезосидериты, либо бенкуббиниты.
Типичные спектры в ближнем ИК-диапазоне отобранных классов метеоритов в чистом виде тоже оказались далековаты от астероидных. Немного подумав, исследователи вспомнили, что на поверхности малых тел может оказаться реголит. Не откладывая в долгий ящик, бенкуббинит Гуджба (Gujba) и мезосидерит NWA 6370 растолкли пестиком в ступке и просеяли на три фракции: менее 45, от 45 до 150 и от 150 до 500 (всё в микрометрах). Не помогло. Спектры продолжали отличаться от целевых глубиной полос и наклоном. Примерно в это же время учёные осознали, что пироксен в бенкуббинитах у них не той системы. Коварный силикат содержал иное количество магния по сравнению с предполагаемой долей этого элемента в объектах 1986 DA и 2016 ED85.
Оставшись с кандидатом, который в одном лице умудрялся совмещать свою единственность и неподходящесть, авторы не отчаялись. Они взяли на вооружение космическое выветривание, которое тоже может повлиять на спектры. Однако, добросовестно ознакомившись с литературой по вопросу, в научном коллективе поняли, что воздействие облучения всё равно не обеспечит должного наклона. Что же может нагнуть опостылевший график в нужную сторону? Металл!
В этом месте научный коллектив решил поменять коней на переправе. Точнее на "мёртвую бурёнку". А если ещё точнее, то вместо мезосидерита NWA 6370 авторы переключились на #метеорит того же класса Вака Муэрта (Vaca Muerta, в переводе с испанского "мёртвая корова"). Помогать впихивать спектр в прокрустово ложе призвали два железных метеорита разных классов, Гибеон и Джорджтаун (Gibeon, IVA; Georgetown, IAB). Их спектры с разной долей подмешивали к спектру мезосидерита. Совместными усилиями спектр "коровы" всё-таки натянули на спектр астероида.
Вишенкой на торте стала заключительная часть статьи. Авторы задумались о том, сколько же ничейных долларов пролетело мимо Земли. Для этого надо было вооружиться вычислительной техникой и определиться с рядом значений.
В первую очередь они озаботились размерами. В коллективе предположили, что 6178 (1986 DA) представляет собой вытянутый эллипсоид с большой полуосью 1400 м. Через амплитуду кривой блеска малая полуось получилась 1288,63 м (зацените точность). Короче, объём тела составил без малого десять кубических километров.
Для определения массы полученный объём нужно было умножить на плотность. Но откуда взять её значение для астероида? Ответ на этот вопрос не принадлежит когорте тривиальных. Из множества вариантов был выбран расчёт плотности поверхностного слоя через альбедо по данным радара. Авторы решили, что в случае небольшого тела плотность поверхности и плотность астероида целиком будут очень близки. Так в их расчётах возникли 3,79 грамма на кубический сантиметр.
Держа в уме вычисленные и выбранные значения, учёные прикинули массу металла в астероиде. К этому моменту про наличие двух выбранных железных метеоритов с разным весовым коэффициентом в спектрах предпочли забыть. Справедливости ради отмечу, что для грубой оценки количества каждого химического элемента среди общей массы в 31 миллиард тонн они и не были особо нужны. Зато пригодились труды предшественников, из которых вытащили концентрации железа, никеля, кобальта и меди для абстрактного среднего железного метеорита, а также доли золота и элементов платиновой группы. После расчёта произведений концентраций и общей массы оставалось только удовлетворённо присвистнуть. Содержание Fe, Ni, Co и платины со товарищи на эллипсоидном астероиде в вакууме превысило разведанные запасы на Земле в десятки и сотни раз, по золоту и меди сложилась обратная ситуация.
Вычисление стоимости всего этого добра - отдельная головная боль, хотя для некоторых она даже приятна. Для упрощения жизни такими мелочами как технологии доставки, разделения и обогащения элементов авторы решили пренебречь, а ведь за морем телушка - полушка, да рубль перевоз. (блин, опять коровы лезут). Зато вот к рыночным механизмам отнеслись со всей серьёзностью. В работе учли изменение цен на металлы из-за роста предложения. В итоге оказалось, что если распродавать драгметаллы с астероида в течение 50 лет, то в год материала будет продаваться на 233 миллиарда долларов США образца 2021 года. Чёрные металлы и медь не считали, так как даже без них общая стоимость превысила 11,5 триллионов долларов. Гугл пишет, что ВВП США в 2019 составил 21,4 триллиона долларов.
Много это или мало в штуках? Нужно ли сейчас столько экономике планеты? Вот вам пример - за 2020 год промышленное потребление родия во всём мире по данным "Норникеля" составило 32 тонны. В обсуждаемой статье его содержание на астероиде оценивается в 120 000 тонн. Промышленности планеты в 2019 году понадобилось 243 тонны платины, на 6178 (1986 DA) её 900 000 тонн. Думайте сами, решайте сами. И не забывайте, что драгметаллы в метеоритах найдены не самородками, а самыми чувствительными методами анализа. Их концентрация в веществе из космоса - единицы и десятки частиц на миллион.
Хондрит не хандрит, и вы не хандрите!
Обозреваемая статья, там в конце таблица с оцениваемыми запасами и тем, сколько это стоит: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/PSJ/ac235f#psjac235fs4
Изображение для обложки скомпилировано на основе изображений Gerd Altmann и Clker-Free-Vector-Images с сайта Pixabay, условия лицензии: https://pixabay.com/ru/service/license/
