Η Ζώνη των Αστεροειδών εκτείνεται στην περιοχή που περικλείεται από τις τροχιές του Άρη και του Δία και αποτελείται από εκατομμύρια μικρούς και μεγάλους αστεροειδείς και πλανητοειδείς, που σχηματίστηκαν πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, την ίδια περίπου εποχή που άρχισαν να διαμορφώνονται και οι βραχώδεις πλανήτες του Ηλιακού μας Συστήματος.

Σε αντίθεση όμως μ’ αυτούς, οι «βράχοι» της Ζώνης των Αστεροειδών δεν κατάφεραν ποτέ να συσσωματωθούν σε ακόμα μεγαλύτερα ουράνια σώματα και να δημιουργήσουν έναν ακόμα πλανήτη, αφού η βαρυτική επιρροή του γειτονικού Δία ήταν πολύ ισχυρή για να το επιτρέψει.

Εάν εξαιρέσουμε τα αναρίθμητα μικροσκοπικά θραύσματα που εμπεριέχει η Ζώνη των Αστεροειδών, οι περισσότεροι βράχοι που την απαρτίζουν έχουν μέγεθος που κυμαίνεται από λίγα μέτρα μέχρι το ένα τέταρτο περίπου της διαμέτρου της Σελήνης. Οι τέσσερεις μεγαλύτεροι μάλιστα, στους οποίους έχουν δοθεί τα ονόματα Δήμητρα, Εστία, Παλλάδα και Υγεία, έχουν μάζα μεγαλύτερη από το μισό της συνολικής μάζας που εμπεριέχει η Ζώνη των Αστεροειδών.

Ανάλογα με τη χημική τους σύνθεση, οι αστεροειδείς της Ζώνης αυτής διακρίνονται σε 3 βασικές κατηγορίες: σε εκείνους που αποτελούνται κατά βάση από άνθρακα, σ’ αυτούς που εμπεριέχουν κυρίως πυρίτιο και σε αυτούς που αποτελούνται από νικέλιο και σίδηρο. Καθώς περιφέρονται στην ελλειπτική τροχιά τους γύρω από τον Ήλιο, η βαρύτητα του Δία ή ακόμα και «στενές επαφές» με τον Άρη, μεταβάλλουν τις τροχιές τους εκσφενδονίζοντας ορισμένους από αυτούς στο πλανητικό διάστημα, σε τροχιές οι οποίες τέμνουν τις τροχιές των πλανητών του Ηλιακού μας Συστήματος.

Άλλοι πάλι, βρίσκονται αιχμάλωτοι σε βαρυτικά σμήνη που είτε προηγούνται είτε ακολουθούν το Δία στην τροχιά τους, ενώ και πολλοί από τους μικρότερους δορυφόρους των εξωτερικών γιγάντιων πλανητών του Ηλιακού μας Συστήματος θα πρέπει να είναι αστεροειδείς, που και αυτοί αιχμαλωτίστηκαν βαρυτικά.

Συστηματική μελέτη της Ζώνης των Αστεροειδών δεν έχει πραγματοποιηθεί στο βαθμό που θα ήθελαν οι αστρονόμοι. Η πρώτη διαστημοσυσκευή που κατάφερε να διασχίσει τη Ζώνη Αστεροειδών ήταν το Pioneer 10 στις 16/7/1972, ενώ αργότερα την ακολούθησαν με επιτυχία οι αποστολές Pioneer 11, Voyager 1 και 2 και Ulysses. Αργότερα, αρχής γενομένης με την αποστολή Galileo, οι διαστημοσυσκευές NEAR, Cassini, Stardust, New Horizons και Rosetta κατάφεραν να φωτογραφίσουν συγκεκριμένους αστεροειδείς, προτού συνεχίσουν το ταξίδι τους για τις επί μέρους αποστολές τους. Μέχρι στιγμής, δύο μόλις διαστημικές αποστολές έχουν πραγματοποιηθεί για την αναλυτική μελέτη κάποιου αστεροειδούς: η αποστολή NEAR και η αποστολή Hayabusha.

Η διαστημοσυσκευή NEAR εκτοξεύτηκε στις 17/2/1996 με προορισμό τον αστεροειδή Έρως, στον οποίο μάλιστα κατάφερε να προσεδαφιστεί στις 12/2/2001. Η ιαπωνική διαστημοσυσκευή Hayabusha από την άλλη εκτοξεύτηκε στις 9/5/2003 με προορισμό τον αστεροειδή Itokawa, στον οποίο και προσεδαφίστηκε το Νοέμβριο του 2005 σε μία προσπάθεια να συλλέξει υλικό από την επιφάνειά του για περαιτέρω ανάλυση.

Παρόλο που δεν είναι ακόμη βέβαιο εάν κατάφερε εντέλει να συλλέξει δείγματα από την επιφάνεια του αστεροειδούς, ορισμένοι επιστήμονες θεωρούν ότι είναι εξαιρετικά πιθανό να έχει συσσωρευθεί σκόνη στον ειδικό χώρο δειγμάτων της διαστημοσυσκευής, κάτι που θα γνωρίζουμε με βεβαιότητα μόνο όταν επιστρέψει στη Γη τον Ιούνιο του 2010.

Γι’ αυτό και η επιτυχής ολοκλήρωση της διαστημικής αποστολής Dawn της NASA, η οποία εκτοξεύτηκε στις 27/9/2007 με στόχο τη μελέτη της Εστίας και της Δήμητρας, των δύο μεγαλύτερων «βράχων» της Ζώνης των Αστεροειδών, κρίνεται ιδιαίτερα σημαντική.

Σύμφωνα με τα ήδη υπάρχοντα στοιχεία, η Εστία η οποία ανακαλύφτηκε το 1807, είναι το δεύτερο σε μέγεθος ουράνιο σώμα της Ζώνης των Αστεροειδών, με μέση διάμετρο περίπου 530 km και με επιφάνεια καλυμμένη από βασαλτικές ροές λάβας, οι οποίες τώρα έχουν παγώσει.

Το πιο χαρακτηριστικό στοιχείο της επιφάνειάς της είναι ένας τεράστιος κρατήρας διαμέτρου 460 km κοντά στο νότιο πόλο της, ενώ τα φυσικά χαρακτηριστικά της εν γένει παραπέμπουν περισσότερο σε αυτά των εσωτερικών πλανητών του Ηλιακού μας Συστήματος.

Η Δήμητρα από την άλλη, η οποία ανακαλύφτηκε το 1801, είναι το μεγαλύτερο ουράνιο σώμα της Ζώνης των Αστεροειδών και με διάμετρο που φτάνει τα 950 km έχει πλέον αναβαθμιστεί σε πλανήτη-νάνο.

Σύμφωνα με νεότερα στοιχεία η Δήμητρα ενδέχεται να περιβάλλεται από μια πολύ αραιή ατμόσφαιρα και οι πόλοι της θα πρέπει να καλύπτονται από πάγους ενώ, σε αντίθεση με την Εστία, φαίνεται να μοιάζει περισσότερο με τους δορυφόρους των εξωτερικών πλανητών του Ηλιακού μας Συστήματος.

Όπως μάλιστα υποστηρίζουν ορισμένοι αστρονόμοι, ο εσωτερικός της μανδύας, πάχους 60–120 km, αποτελείται επίσης από πάγο. Εάν, με την ολοκλήρωση της αποστολής Dawn, ο ισχυρισμός αυτός επιβεβαιωθεί, τα συνολικά αποθέματα της Δήμητρας σε γλυκό νερό ενδέχεται να είναι μεγαλύτερα απ’ αυτά του πλανήτη μας! Η διαστημοσυσκευή Dawn αναμένεται να φτάσει στην Εστία τον Ιούλιο του 2011 και στη Δήμητρα το Φεβρουάριο του 2015.

Σύμφωνα με την κρατούσα θεωρία σχηματισμού τους, τόσο η Δήμητρα όσο και η Εστία θα πρέπει να διαμορφώθηκαν σε μόλις 10 περίπου εκατομμύρια χρόνια, σε αντίθεση με την πρώιμη Γη, η οποία συνέχισε να συσσωρεύει διαστημικά θραύσματα για 50 επί πλέον εκατομμύρια χρόνια.

Βασική αιτία γι’ αυτό εικάζεται ότι είναι η παρουσία του Δία στην περιοχή, η βαρυτική έλξη του οποίου έβαλε φρένο στην περαιτέρω συσσώρευση ύλης στους δύο αστεροειδείς.

Με την υλοποίηση της αποστολής Dawn οι αστρονόμοι θα προσπαθήσουν να χαρτογραφήσουν την επιφάνεια των δύο αστεροειδών, να προσδιορίσουν τα επιφανειακά ορυκτά και χημικά στοιχεία που την αποτελούν και να μετρήσουν το βαρυτικό τους πεδίο σε μία προσπάθεια να αποκαλύψουν λεπτομέρειες του εσωτερικού τους.

Η ανάλυση των δεδομένων που θα συλλέξουν με τη βοήθεια της διαστημοσυσκευής Dawn θα τους βοηθήσει να απαντήσουν σε μία σειρά ερωτημάτων που άπτονται της εξέλιξης του πρώιμου Ηλιακού μας Συστήματος και κυρίως του ρόλου που παίζει το μέγεθος και η παρουσία νερού στο σχηματισμό και στην εξέλιξη των πλανητών.

π