Hầu hết quỹ đạo của các tiểu hành tinh nằm giữa Sao Mộc và Sao Hỏa, nơi lực hấp dẫn của hành tinh khổng lồ ngăn chúng kết hợp lại thành một vật thể lớn hơn. Ngay cả khi họ làm như vậy thì đó sẽ là một thiên thể nhỏ khi được gộp lại với nhau, tất cả khối lượng tiểu hành tinh trong hệ mặt trời chỉ nhỏ hơn Mặt trăng của Trái đất. Có một vài tiểu hành tinh trong hệ mặt trời bên ngoài giữa Sao Thổ và Sao Thiên Vương và một số nhóm tiểu hành tinh có quỹ đạo xoay vào hệ bên trong.
Cho đến nay, các nhà thiên văn học đã tìm thấy vài trăm nghìn tiểu hành tinh và hàng nghìn tiểu hành tinh khác được vẽ ra mỗi năm. Một vài trong số chúng thực sự đáng được gọi là ‘tiểu hành tinh’: Ceres, lớn nhất, có đường kính 933 km, và có 26 hành tinh khác có đường kính hơn 200 km. Không có khả năng có bất kỳ tiểu hành tinh chưa biết nào trong phạm vi kích thước này; trên thực tế, các nhà thiên văn học tự tin rằng họ đã tìm thấy 99% trong số đó có đường kính lớn hơn 100 km.
Đối với các cơ thể nhỏ hơn, thông tin của chúng tôi ít đầy đủ hơn nhiều. Có lẽ chúng tôi đã phát hiện ra không quá một nửa trong số đó từ 10 đến 100 km và chúng tôi đã tìm thấy rất ít trong số đó vẫn còn nhỏ hơn. Các nhà thiên văn học ước tính rằng chúng có thể là một triệu tiểu hành tinh trở lên với đường kính một km hoặc nhỏ hơn.
Các tiểu hành tinh dường như có ba ‘hương vị’ riêng biệt. Hầu hết đều rất tối – tối như than củi – và giàu carbon. Rất có thể những tiểu hành tinh carbon này là phần còn lại của vật liệu thô hình thành hệ mặt trời 4,7 tỷ năm trước và các nhà khoa học rất muốn có được một mẫu vật. Sau đó, có những tiểu hành tinh đá sáng hơn một chút, bao gồm các silicat niken-sắt và magiê. Cuối cùng là các tiểu hành tinh được làm bằng sắt-niken gần như nguyên chất, loại hiếm nhất nhưng sáng nhất trong tất cả.
Tiểu hành tinh 951 Gaspra
Chúng ta thực sự biết rất ít về các tiểu hành tinh. Chúng quá nhỏ và quá xa để các kính viễn vọng trên Trái đất có thể tiết lộ bất kỳ chi tiết nào và cho đến nay chỉ có ba – Ida, Gaspra và Mathilde – được bắt gặp khi đi qua các tàu thăm dò không gian. Vào tháng 1 năm 1999, tàu vũ trụ NEAR của NASA đi vào quỹ đạo quanh tiểu hành tinh 433 Eros. Vào tháng 2 năm 2001, tàu thăm dò NEAR đã thực sự chạm vào Eros khi kết thúc nhiệm vụ.
Tàu thăm dò Rosetta của ESA, đang trên đường đến điểm hẹn với Sao chổi 67P/Churyumov-Gerasimenko vào năm 2014, sẽ bổ sung thêm vào cơ sở dữ liệu tiểu hành tinh mỏng manh của chúng ta. Tàu thăm dò sẽ gặp một hoặc nhiều tiểu hành tinh bay ngang qua. Những cuộc gặp gỡ này sẽ là thoáng qua. Nhưng trong thế kỷ 21, kiến thức của chúng ta có thể tiến bộ với những bước tiến lớn: các tiểu hành tinh có khả năng xuất hiện trong các kế hoạch dài hạn của Chương trình Aurora nhằm khám phá hệ mặt trời có người lái.
Những lợi ích khoa học một mình sẽ là rất lớn. Sự hiểu biết của chúng ta về hệ mặt trời sơ khai sẽ tiến bộ vượt bậc, trong khi các nhà ngoại sinh vật học và các nhà khoa học sự sống khác rất phấn khích trước các kho hóa chất có khả năng được tìm thấy trên các tiểu hành tinh chứa carbon. Công nghệ tiên tiến thậm chí có thể xử lý vật chất của tiểu hành tinh thành nhiên liệu, oxy và nước để giúp các sứ mệnh dài hạn có thể tự duy trì một phần. Các tiểu hành tinh sắt-niken có thể cung cấp nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú đáng kinh ngạc – mặc dù trước khi chúng có thể được khai thác, chúng ta có thể phải học cách di chuyển các tiểu hành tinh này vào các quỹ đạo thuận tiện hơn.
Tiểu hành tinh 243 Ida và mặt trăng mới được phát hiện của nó, Dactyl
Chúng ta có thể phải học cách di chuyển các tiểu hành tinh vì những lý do cấp bách hơn. Có thể có khoảng từ 500 đến 1000 tiểu hành tinh lớn hơn một km trên quỹ đạo băng qua Trái đất; sớm hay muộn, một trong số chúng sẽ va chạm với hành tinh của chúng ta. Các tác động của tiểu hành tinh đã xảy ra vô số lần kể từ khi Trái đất được hình thành và hầu hết các nhà khoa học hiện nay đều đồng ý rằng chúng đã có tác động đáng kể đến sinh quyển.
Hiện nay có rất nhiều bằng chứng cho giả thuyết rằng một vụ va chạm với tiểu hành tinh là nguyên nhân gây ra sự tuyệt chủng của loài khủng long 65 triệu năm trước, và những vụ va chạm thảm khốc khác gần như chắc chắn đã chấm dứt quá trình tiến hóa. Một tiểu hành tinh có đường kính khoảng một km sẽ không chỉ tàn phá chính khu vực va chạm; các mảnh vỡ ném vào bầu khí quyển do vụ va chạm sẽ làm xáo trộn đáng kể khí hậu. Một ‘mùa đông tác động’ có thể kéo dài nhiều năm, xóa sạch hoạt động bán buôn của các loài.
May mắn thay, khả năng chống lại một tác động như vậy là rất cao, có lẽ là một phần triệu trong bất kỳ thế kỷ nào. Nhưng hậu quả quá tàn khốc – nền văn minh bị hủy diệt, chín phần mười loài người bị giết – nên một số loại hợp đồng bảo hiểm rất được mong đợi.
ESA đang tài trợ cho Spaceguard, một dự án theo dõi tiểu hành tinh trên toàn thế giới nhằm mục đích vẽ sơ đồ quỹ đạo của tất cả các tiểu hành tinh trên các hướng va chạm có thể xảy ra với Trái đất; hơn 300 đã được đăng nhập cho đến nay. Nhưng cách tốt nhất để chống lại ‘cuộc tấn công của tiểu hành tinh’ chỉ đơn giản là tìm hiểu thêm về các tiểu hành tinh. Kiến thức sẽ bảo vệ Trái đất; nó cũng sẽ tiết lộ nhiều điều về hệ mặt trời sơ khai và mang đến nhiều cơ hội khai thác khoáng sản phong phú. Nó có vẻ như là một ý tưởng tốt.