Multe din știrile despre asteroizi se referă doar la pericolul unei coliziuni inducând spaimă față de un posibil dezastru și analizând soluții pentru anihilarea lui, sunt însă și câteva variante de utilizare a asteroizilor în scopuri științifice și industriale. Pentru a-i cerceta și utiliza este însă necesar să se ajungă la ei.
Până în anul 1985 singurul mod în care se puteau studia cometele și asteroizii erau telescoapele astronomilor. De pe Pământ nu se putea determina decât compoziţia cozii unei comete, mărimea ei şi, uneori, câteva date despre nucleul acesteia. De atunci a apărut o nouă modalitate de studiu a acestor enigmatice corpuri cereşti: trimiterea unor sonde ce să treacă pe lângă ele.
Studierea asteroizilor este necesară din trei motive: sunt martorii formării sistemului solar și o fereastră spre istoria noastră,sunt potențiale resurse de minereuri și o parte din ei ne amenință existența prin posibilitatea de a cădea pe planeta nostră provocând daune uriașe.
Există câteva metode pe care NASA le studiază pentru a devia un asteroid de pe un curs care ar duce la impact cu Pământul. Una dintre aceste tehnici se numește tractor gravitațional – implică o navă spațială care se va întâlni cu un asteroid (dar nu va ateriza pe suprafața sa) și va menține poziția relativă și optimă pentru a utiliza atracția gravitațională reciprocă dintre sondă și asteroid pentru a modifica lent cursul asteroidului. Cea mai simplă și cea mai accesibilă tehnologic metodă disponibilă pentru apărarea împotriva asteroizilor este cea de impact cinetic (este lansată o navă spațială care se lovește de asteroid cu o viteză de câțiva km pe secundă).Ultima soluție atunci când vine vorba de deviere NEO, deși poate cea mai eficientă este utilizarea unor dispozitive nucleare, detonate la câteva sute de metri de suprafața asteroidului care nu vor fragmenta asteroidul ci vor duce la modificarea traiectoriei.
În 2016 NASA a înființat un centru de apărare planetară și de combatere a dezastrelor după un impact cu un asteroid sau meteorit, PDCO (Planetary Defence Coordination Office, Biroul de Coordonare a Apărării Planetare).
Studierea asteroizilor este scopul mai multor misiuni independente : Hayabusa2 ( Șoimul călător) a agenției spațiale japoneze JAXA și Osiris-REx (NASA) care își vor întâlni asteroizii destinați lor în 2018. Ele vor aduce eșantioane de asteroizi nemodificate de trecerea prin atmosfera terestră în care se dezintegrează o bună parte din asteroizii care o traversează.
Hayabusa 2 lansată în decembrie 2014, trebuie să studieze asteroidul 162173 Ryugu din iulie 2018 până în februarie 2019 și să aducă eșantioane pe Pământ, în decembrie 2020.Ea continuă misiunea sondei Hayabusa, lansată în 2003, care a ajuns la asteroidul 25143 Itokawa în 2005 și i-a studiat caracteristicile folosind instrumente de la bord.
Ryugu este un asteroid Apollo avînd numele inițial 1999 JU3 , numele oficial Ryugu fiind primit în 5 octombrie 2015. Ryugu înseamnă Palatul Dragonului și se referă la palatul dragonului zeu al mării, Ryūjin. Conform folclorului japonez, palatul este construit din coral roșu și alb sau după alte surse, din cristal.Cea mai cunoscută legendă despre palat spune că Urashima Tarō un pescar a salvat o broască țestoasă ce era chinuită de niște copii și deoarece mica broscuță era chiar fiica zeului mării , a fost răsplătit prin vizitarea Ryūgū-jō (Palatul Dragonului) unde a stat trei zile ,dar când s-a reîntors în satul său a constatat că acolo trecuseră 300 de ani.
162173 Ryugu este un asteroid tip Apollo C descoperit în 1999 de proiectul LINEAR. În 2018, i s-a descoperit o activitate cometară.
OSIRIS-REx va ajunge la un asteroid aproape de Pământ, numit Bennu și va aduce o mică probă înapoi pe Pământ pentru studiu. Misiunea a fost lansată pe 8 septembrie 2016 de la stația Forțelor Aeriene Cape Canaveral(Cape Canaveral Air Force Station). Așa cum era planificat, nava spațială a ajuns la Bennu în 2018 și va aduce un eșantion pe Pământ în 2023.
Misiunea AIDA (Asteroid Impact & Deflection Assessment) , o colaborare între NASA și ESA, studiază un sistem binar de asteroizi 65803 Didymos, format dintr-un asteroid mic care orbitează unul mai mare. Vor fi lansate două sonde spațiale , una de către ESA , AIM (Asteroid Impact Mission) care va studia orbita și compoziția celor doi asteroizi și una de către NASA ,care va fi lansată în 2022, DART (Double Asteroid Redirection Test) care va fi dirijată pentru o ciocnire controlată cu asteroidul mai mic, numit neoficial „Didymoon” ( denumirea provizorie fiind:S/2003 (65803) 1).
65803 Didymos este un asteroid binar potențial periculos Apollo descoperit pe 11 aprilie 1996 de Spacewatch la observatorul Kitt Peak.
Nava spațială DART va realiza o deviere datorată impactului cinetic prin prăbușirea sa deliberată pe micul satelit al lui Didymos, cu o viteză de aproximativ 6,6 km / s, cu ajutorul unei camere de bord (denumită DRACO) și a unui software sofisticat de navigație autonomă. Coliziunea va schimba viteza satelitului pe orbita sa în jurul corpului principal cu o fracție de un procent, dar aceasta va schimba perioada orbitală a satelitului cu câteva minute – suficient pentru a fi observată și măsurată cu ajutorul telescoapelor de pe Pământ. Fereastra de lansare a navei spațiale DART începe la sfârșitul lunii iulie 2021.
Prima sondă spațială care a reușit să călătorească spre un asteroid , să aterizeze pe el și să se întoarcă pe Pământ aducând eșantioane, a fost sonda japoneză Hayabusa ( șoimul ), lansată la 3 mai 2003 de la centrul spațial Ochinoura și care a aterizat la 13 iunie 2010 la Woomera, Australia după 7 ani, o lună și 4 zile.
Inițial o misiune plină de ghinioane, ( la scurt timp după lansare o furtună solară a distrus majoritatea panourilor solare,rotila volantă pentru controlul axei X nu a mai funcționat, motoarele chimice de propulsie nu au mai funcționat datorită unei scurgeri de combustibil, cele ionice de rezervă s-au defectat și ele) misiunea a fost dusă totuși la bun sfârșit, întâlnirea cu asteroidul 25143 Itokawa având loc. Asteroidul de 600 m lungime şi având în formă de cartof a primit numele după Hideo Itokawa, un pionier al rachetelor japoneze. Chiar dacă principalul obiectiv ale misiunii au fost testarea noilor tehnologii, misiunea a furnizat o multitudine de răspunsuri ştiinţifice. Pe o perioadă de trei luni din septembrie până în noiembrie 2005, instrumentele ştiinţifice de la bordul lui Hayabusa au studiat intensiv asteroidul.
Rezultate: patru instrumente de observaţie la altitudini de la 20 km la 3 km au observat forma lui Itokawa, relieful, altitudinea formelor de relief, compoziţia minerală, forţa gravitaţională, compoziţia chimică. Observaţiile au furnizat multe informaţii referitoare la procesul de formare a asteroizilor. Studiind în amănunt asteroizii mici şi comuni s-au stabilit direcţiile de explorare a tuturor tipurilor de asteroizi.
25143 Itokawa este un asteroid Apollo descoperit de LINEAR (Lincoln Near-Earth Asteroid Research) în 26 septembrie 1998. A fost numit în onoarea lui Hideo Itokawa, considerat „tatăl” astronauticii japoneze.
Observaţiile lui Hayabusa s-au centrat pe trei direcţii majore privitoare la studiul asteroizilor:
– rolul lor ca elemente de bază în formarea sistemului solar – interesul ştiinţific faţă de asteroizi se datorează în mare parte statutului lor de rămăşiţe ale procesului de formare a sistemului solar acum 4,6 miliarde de ani. Compoziţia chimică a asteroizilor a rămas relativ neschimbată de la formarea lor, cunoaşterea acesteia ajutând la înţelegerea amestecului elementelor chimice a planetelor.
– potenţialul lor impact asupra Pământului – din când în când asteroizii întră în coliziune cu Pământul. Uneori unii se află pe o traiectorie periculoasă pentru planeta noastră şi savanţii vor să înţeleagă compoziţia şi structura acestora pentru a concepe o strategie eficientă de deviere a lor.
– utilizarea lor în viitor ca materie primă pentru crearea de structuri spaţiale – acei asteroizi care potenţial cei mai periculoşi datorită apropierii prea mari de Pământ sunt în egală măsură cei ce pot fi uşor exploataţi ca materie primă. Mineralele , metalele şi apa îngheţată pot fi utilizate pentru a fabrica structuri spaţiale şi carburantul necesar rachetelor pentru explorarea şi colonizarea sistemului nostru solar în sec. al XXI-lea. Este necesară analiza compoziţiei chimice a acestor corpuri cereşti, unele dintre ele fiind bogate în minereuri şi alte materii prime.
Exploatarea asteroizilor , mineritul spațial ( care se pare că a fost amânat), exploatarea apei de pe asteroizi, sunt proiecte care încep să prindă contur chiar dacă par de domeniul SF.
Pionieri în sectorul minier spațial sunt două firme, Deep Space Industries (DSI) și Planetary Resources care susțin că dispun de tehnologia necesară pentru a porni în cucerirea asteroizilor bogați în nichel, minereu de fier, aur sau platină. Exploatarea apei, aflată sub formă de gheață în asteroizi apropiați de Terra, pentru alimentarea cu apă și carburant a aparatele de pe orbită este un alt obiectiv ce ar ieftini mult costurile exploatărilor.
DSI, a conceput aparate spațiale de 25 de kilograme, numite Fireflies (licurici) și sonde de 32 de kilograme, Dragonflies (libelule), pentru a inventaria asteroizii disponibili.
„Pana în 2020 vom fi început prelucrarea în spatiu a materialului din asteroizi și vom avea prima noastră oprire interplanetară pentru aprovizionarea cu combustibil”, a spus reprezentantul Planetary Resources.
„Președintele Barack Obama a semnat la sfârșitul lunii noiembrie o lege care autorizează utilizarea comercială a bogățiilor pe care le-ar conține asteroizii și Luna, lucru care constituie o premieră. Legislația, numită The US Commercial Space Launch Competitiveness Act sau Space Act, prevede că orice material găsit de un american sau o firmă americană pe un asteroid sau pe Lună îi aparține, acesta/aceasta putând dispune cum dorește de el, a declarat pentru AFP Jim Dustan, avocat specializat în dreptul proprietății intelectuale în cabinetul Mobius Legal Group„ – anunță Agerpres în 9 dec.2015.
Miza este uriașă :16 Psyche, din centura de asteroizi dintre Marte si Jupiter (asteroid care măsoară circa 200 km, cel mai masiv asteroid metalic de tip M),conține aproape 1% din masa totală a asteroizilor din centura de asteroizi și ar putea conține conform unor estimări 17 milioane de miliarde de tone de nichel-fier, suficient pentru a satisface cererea actuală a omenirii pentru cateva milioane de ani.
16 Psyche este un asteroid din centura de asteroizi, descoperit de Annibale de Gasparis la Napoli în 17 martie 1852.
O misiune, propusă NASA în 2014, a fost selectată în ianuarie 2017 ca parte a programului Discovery care reunește misiuni de explorare a costurilor scăzute ale sistemului solar. Echipa de proiect condusă de Lindy Elkins-Tanton de la Universitatea din Arizona, intenționează să lanseze în 2023 un mic orbiter numit Psyche.
Obiectivul acestei sonde spațiale de tip orbiter este de a colecta date despre procesul de formare a nucleelor planetare. Pentru a obține acest lucru, trebuie să studieze asteroidul metalic 16 Psyche, care este, fără îndoială, miezul feros al unei protoplanete antice, rămășița unei coliziuni violente cu un alt obiect care și-ar fi piedut straturile exterioare.
Misiunile spaţiale pot fi clasificate după mai multe criterii:
a). după corpul ţintă
Misiuni spaţiale către asteroizi: Dawn – Misiune NASA către asteroizii Ceres şi Vesta (2007),Rosetta – Misiune ESA apropiere de asteroizii Steins şi Lutetia (2004), Hayabusa – Misiune ISAS ( Japonia) către asteroidul 25143 Isokawa (3003),Stardust – Misiune NASA apropiere de asteroidul AnneFranck ( 1999), Deep Space1 – Misiune NASA de apropiere de asteroidul Braille (1998), Cassini – Misiune NASA/ESA către Saturn şi centura de asteroizi ( 1997),NEAR – Misiune NASA către asteroidul 433Eros (1996),Galileo – Misiune NASA către Jupiter via asteroizii Gaspra şi Ida (1989)
Misiuni spaţiale către comete: Pioneer Venus 1 – Misiune NASA de explorare a sistemului solar (1958-1978), ISEE-3/ICE ( 1978) – Misiune NASA şi ESA de studiere a interacţiunii dintre câmpul magnetic al Pământului şi vântul solar,Giotto (1985) – Misiune ESA de studiere a cometei Halley,Sakigako (1985) , Suisei (1985) – Misiuni japoneze de studiere a cometei Halley, Deep Impact ( 2005) – Misiune NASA de studiere a cometei Tempel 1,EPOXI (2007) – Misiune NASA , prelungire a misiunii Deep Impact
b).după modul de operare
Misiuni dedicate:NEAR, Deep Space 1,Stardust, Hayabusa, Rosetta,TCE,Vega1,Giotto,Deep Impact ( EPOXI),Suisei.
Misiuni de oportunitate: Galileo, Cassini, Pioneer.
c). după modul de explorare
Misiuni de apropiere strânsă ( fly-by):Deep Space 1Ice,Vega 1, Giotto, EPOXI, Suisei, Galileo, Cassini, Pioneer.
Misiuni cu orbitare prelungită (rendez-vous): NEAR, Dawn.
Misiuni de asolizare: Hayabusa, Rosetta.
Misiuni de impact: Deep Impact.
Misiuni de returnare de mostre (sampling return): Stardust, Hayabusa.
Sonda Galileo a fost prima sondă care a trecut pe lângă un asteroid și prima care a descoperit satelitul unui asteroid. Ea a făcut observații directe asupra unei comete intrată în coliziune cu o planetă.
Lansarea lui Galileo a avut loc la 18.10. 1989, Galileo intrând în atmosfera lui Jupiter în 21 septembrie 2003. Galileo nu a avut suficient carburant pentru a zbura direct către Jupiter dar sonda spațială a putut lua suficientă energie de la Venus și Pământ pentru a- și atinge ținta. Proiectanții misiunii au prevăzut o traiectorie de zbor numită VEEGA ( Venus – Earth – Earth Gravity Assist) astfel încât Galileo să poată ajunge la Jupiter.
Prima oprire :Venus. Echipa lui Galileo a testat instrumentele în afara sondei și a studiat norii toxici ai vecinei noastre. Trecând pe lângă Pământ de două ori s-a putut vedea ansamblul Pământ – Lună văzut din spațiu. Trecând pentru prima oară prin centura de asteroizi sonda spațială a luat imagini detaliate ale unui asteroid numit 951Gaspra fiind prima apropiere de un asteroid. La a doua trecere prin centura de asteroizi, Galileo a descoperit o lună în miniatură care orbita în jurul asteroidului 243 Ida. Acest mic corp ceresc a fost numit Dactyl.
În 16-22 iulie 1994, Galileo era perfect poziționat pentru a observa în direct, fragmentele cometei Shoemaker – Levy 9 lovind Jupiter.
Prima misiune a lui Galileo a început în 7.12.1995 și a constat în studierea timp de doi ani a sistemului Jupiterian. Aceasta s-a rotit în jurul lui Jupiter pe orbite alungite fiecare fiind parcursă în aproximativ 2 luni. Trecând la diferite distanțe de Jupiter , Galileo a putut lua probe din magnetosfera planetei, orbitele fiind în acelaşi timp în așa fel concepute încât să treacă aproape de lunile cele mai mari ale lui Jupiter.
Misiunea principală a lui Galileo s-a încheiat în 7.12.1997 dar pentru a culege noi date, NASA a aprobat un studiu numit GEM ( the Galileo Europa Mission) pentru 40 de rotații în plus, sonda spațială urma să studieze luna înghețată Europa, susceptibilă de a avea un ocean, furtunile puternice de pe Jupiter și vulcanii de pe IO. Această apropiere fiind reușită , a condus la o altă misiune Galileo Millenium Mission extinsă până în 2001. Datele au fost colectate de pe Europa și Io și au fost studiate efectele radiațiilor asupra unei sonde spațiale aflată aproape de Jupiter. Numeroasele instrumente științifice de pe Galileo au observat de la distanță sau au măsurat direct câmpurile magnetice și particulele și a luat date din atmosfera lui Jupiter. Deoarece, planetele și lunile emit sau reflectă radiația, Galileo a utilizat instrumentele de la bord pentru a identifica diferite tipuri de radiații, a studia norii și suprafața solidă a unei luni.
Spectrometrul în infraroșu NIMS a identificat moleculele prezente în nori. Un instrument numit radiometru fotopolarimetru ,PPR poate determina mărimea și forma picăturilor sau particulelor existente în nori.
NIMS și PPR au măsurat temperatura gazelor și norilor necesare, deoarece, diferențele de temperatură duc la formarea furtunilor și determină circulația atmosferei. NIMS a măsurat și energia provenită de la „ petele fierbinți de pe Jupiter”, întinderea norilor și curenții ascendenți din interior. PPR a determinat mărimea cristalelor de pe suprafață studiind lumina polarizată de aceste cristale. Fenomenul de polarizare a luminii dă informații despre natura obiectului care reflectă lumina.
Galileo a măsurat pentru prima oară atmosfera lui Jupiter și a făcut observații pe termen lung asupra orbitei sistemului lui Jupiter. Ea a găsit dovezi ale apei sărate din subsolul de pe Europa, Ganymede și Calisto și a pus în evidență intensitatea activității vulcanice pe Io.
La 21 septembrie 2003, după 14 ani în spațiu și 8 ani de studiere a sistemului lui Jupiter, misiunea Galileo a fost întreruptă trimițând sonda în atmosfera lui Jupiter cu o viteză de aproape 50 km/s pentru a evita contaminarea lunilor lui Jupiter cu bacterii de pe Pământ, în special a lunii înghețate Europa unde savanții bănuiau că sub suprafața ei există un ocean de apă sărată.
Miturile cerului-asteroizii 
