小行星及其矿产资源探索研究（1）
胡经国
前言
为了比较全面系统地了解和探索地外星体矿产资源及其开发研究状况，之前本文作者已经著文《地球矿产资源基本信息及其解读》、《月球矿产资源及其开发研究》、《火星矿产资源及其探索研究》、《水星及其矿产资源探索研究》、《金星及其矿产资源探索研究》、《木星及其矿产资源探索研究》、《土星及其矿产资源探索研究》、《天王星及其矿产资源探索研究》和《海王星及其矿产资源探索研究》。在此基础上，下面将以《小行星及其矿产资源探索研究》为题，介绍小行星及其矿产资源探索研究状况，供读者进一步了解和研究参考。
一、小行星概述
1、小行星的定义
小行星（Asteroid，或Minor Planet），是指在太阳系内类似行星环绕太阳运动，但是体积和质量比行星小得多的非彗星天体，绝大多数的小行星都集中分布在火星（Mars）与木星（Jupiter）轨道之间的小行星带（Asteroid Belt）（见下图；图源：网络）。
2、小行星与彗星、陨石、流星的定义
根据美国宇航局的定义，小行星是指“一个相对较小、不活跃的绕太阳运行的岩石天体”；而彗星是指“相对较小、有时活跃的物体，其中的冰可以在阳光下蒸发，形成尘埃和气体的大气层（彗发），有时还会形成尘埃和/或气体的尾巴（彗尾）。”
此外，陨石是指一种“穿过地球大气层以后幸存并且降落在地球表面的流星体”。流星被定义为“流星体进入地球大气层并且当其蒸发时所产生的光现象。”
3、小行星的形成
小行星一般被认为是由太阳系形成时期的微行星（Planetesimal）演变而来的，是发现数量最多的太阳系天体。
4、小行星的数量和大小
截至2020年12月31日，小行星中心的数据显示，在太阳系内已有1026572颗小行星被确认（包含外海王星天体）；其中，大约57%已有正式编号。但是，这很可能仍然仅仅是所有小行星中的一小部分。随着2000年代以后观测技术进步以及观测任务逐渐增多，已发现的小行星数量每天都在持续增长；如今每个月都能有多达数千颗新的小行星被发现。
直到1990年为止，已经发现的最大的小行星是“谷神星”（1 Ceres）。但是，2001年以后，在“柯伊伯带”内发现的一些小行星的直径比“谷神星”还要大。比如，“创神星”（50000 Quaoar）的直径为1280千米；“阋神星”（136199 Eris）甚至和“冥王星”（134340 Pluto）差不多大。最大型的小行星开始重新分类，被定义为“矮行星”。
二、小行星的物质组成与类型
1、小行星的物质组成
在太阳系的行星形成之前，初生的太阳被一个由尘埃和气体组成的圆盘所包围，这个圆盘被称为“原行星盘”。当这个圆盘的大部分“坍缩”形成行星时，留下了一些物质。
“简单地说，小行星是太阳系形成时遗留下来的岩石物质。科廷大学的行星科学家弗雷德·乔丹（Fred Jourdan）在一封电子邮件中告诉Space.com，“所以所有形成这些小行星的物质都有大约45.5亿年了。”
弗雷德·乔丹是科廷大学的地质年代学家和地球化学家。Jourdan的研究兴趣包括调查地球上的撞击坑，并且运用地质年代学对撞击现场发现的岩石和矿物进行年代测定。
在早期太阳系的混乱状态下，这种物质反复与小颗粒碰撞在一起，形成小岩石；这些小岩石聚集形成更大的岩石；最终形成“星子”——没有大到足以形成行星的天体；进一步的碰撞打碎了这些星子，由这些碎片和岩石形成了我们今天看到的小行星。
“所有这些都发生在45亿年以前。但是，自那以后，太阳系一直保持着非常活跃的状态，”Jourdan补充道。“在接下来的几十亿年里，直到现在，一些小行星相互撞击，相互摧毁，碎片重新组合，形成了我们所说的‘碎石堆小行星’。”
这意味着，小行星的坚固程度也有所不同。有一些小行星是一个坚固的整体；而像“贝努鸟”这样的其他小行星基本上是“漂浮的碎石堆”，由较小的天体通过引力松散地结合在一起而组成。
美国宇航局的“黎明号”飞船，在2011年7月17日，用其取景相机获得了一张照片（略）。它是在距离“原行星灶神星”大约9500英里（15000公里）的地方拍摄的。图像中的每个像素大约相当于0.88英里（1.4公里）（图像来源：加州理工学院/加州大学洛杉矶分校/MPS/DLR/IDA）。
2、小行星的类型
“我会说有3类小行星。第一类是“单块球粒陨石小行星”，所以这是太阳系的真‘砖块’，”Jourdan解释道。“这些小行星自形成以来相对地保持不变。其中一些富含硅酸盐，一些富含碳，它们有着不同的‘故事’。”
第二类是“分化的小行星”，它们在一段时间以内表现得像是形成金属核心、地幔和火山外壳的小行星。乔丹说，如果从侧面切开，这些小行星看起来像“鸡蛋”一样分层；最好的例子是“灶神星”，他称之为“他最喜欢的小行星”
“最后一种类型是“碎石堆小行星”，所以这只是当小行星相互撞击，喷出的碎片重新聚集在一起，”Jourdan继续说道。这些小行星由巨石、岩石、鹅卵石、灰尘和大量空隙组成，这使得它们能够抵抗任何进一步的撞击。在这方面，碎石堆有点像巨大的“太空垫子”。
（未完待续）
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