Spustenie je naplánované na budúci rok, NASAMisia agentúry Psyche je prvým prípadom, kedy sa agentúra vydala preskúmať asteroid bohatší na minerály ako skala alebo ľad.

Je to už viac ako 150 rokov, čo románopisec Jules Verne napísal Cestu do stredu Zeme, ale realita to sci-fi dobrodružstvo ešte len dohnala. Aj keď sa ľudia nedokážu dostať k kovovému jadru našej planéty, NASA sa zameriava na návštevu obrovského asteroidu, ktorý by mohol byť zmrazeným zvyškom roztaveného jadra dávneho sveta.

Tento asteroid, nazývaný Psyché, obieha okolo slnka v hlavnom páse asteroidov medzi nimi Mars A Jupiter. Vedci na základe údajov zozbieraných z pozemných radarových a optických teleskopov veria, že Psyche je vyrobený prevažne z kovu. Časť alebo celý interiér bohatý na železo mohol byť raným planetárnym stavebným kameňom, ktorý bol zbavený vonkajšej litosféry, pretože sa počas počiatočného vzniku slnečnej sústavy opakovane zrazil s inými veľkými telesami.

Asteroid, ktorý je v najširšom mieste široký asi 280 kilometrov (173 míľ), môže byť niečo iné. Mohlo by ísť o zvyšky úplne iného typu tela bohatého na železo, ktoré vzniklo z látky bohatej na minerály niekde v slnečnej sústave.

Myšlienka tohto umelca zobrazuje asteroid Psyche, cieľ misie NASA Psyche. Obrazový kredit: NASA / JPL-Caltech / ASU

Misia NASA Psyche dúfa, že to zistí. Štart sondy je naplánovaný na august 2022 a po nej bude dva roky obiehať asteroid, fotografovať, mapovať povrch a hľadať dôkazy o starovekom magnetickom poli. Saiki bude tiež študovať neutróny a gama lúče z povrchu asteroidu, aby pomohla určiť jeho elementárne zloženie.

Prvá misia na skúmanie asteroidu s povrchom, ktorý obsahuje veľké množstvo kovu a nie skaly alebo ľadu, sa Psyche snaží lepšie porozumieť železným jadrám, nepreskúmanému stavebnému kameňu formovania planét. Je tiež možné, že misia poskytne prvú príležitosť priamo preskúmať vnútro skalnatej planéty pohľadom na vnútro predtým navrstveného planetárneho telesa, ktoré nikdy nebolo viditeľné. To, čo sa vedci učia, by mohlo vniesť viac svetla do toho, ako sa formovala Zem a ďalšie skalnaté planéty.

V Jet Propulsion Laboratory NASA inžinieri integrovali gama a neutrónový spektrometer do vesmírnej lode agentúry Psyche. Tento nástroj pomôže určiť prvky, ktoré tvoria jeho cieľ, asteroid nazývaný tiež Psyche. Kredit: NASA/JPL-Caltech

„O Psyché je veľa zásadných nezodpovedaných otázok,“ povedala hlavná vyšetrovateľka misie Lindy Elkins Tanton z Arizonskej štátnej univerzity. „A keď sú pridané všetky detaily z údajov, ktoré môžeme získať zo zeme, je čím ďalej tým ťažšie vytvoriť hodnoverný príbeh. Naozaj nevieme, čo uvidíme, kým nenavštívime, a budeme prekvapený. „

Predchádzajúce pozemné pozorovania napríklad viedli vedcov k presvedčeniu, že asteroid bol z 90% kovový. Nedávny výskum Vedený Elkinsom Tantonom použil aktualizované merania hustoty na odhad, že pravdepodobnosť, že asteroid bude medzi 30% a 60%, je kov.

V Jet Jet Propulsion Laboratory NASA inžinier skúma gama lúče a neutrónový spektrometer, keď sa spája s kozmickou loďou agentúry Psyche. Tento nástroj pomôže identifikovať prvky, ktoré tvoria jeho cieľ. Kredit: NASA/JPL-Caltech

A vedci si lámu hlavu nad tým, prečo sa zdá, že Psyché má nízky obsah oxidov železa, čo sú chemické zlúčeniny vyrobené zo železa a kyslíka. Mars, Ortuť, VenušaA je tam celá zem. „Ak teda máme pravdu, že Psyche je zmesou kovu a rocku a že v skale je veľmi málo oxidu železa, musel existovať zvláštny príbeh o tom, ako bol vytvorený – pretože sa nehodí k príbehom. z Elkins Tanton, “povedal Elkins Tanton.

Tajomstvo duše

Vedci tiež nevedia, kde je Psyché. Možno to pochádza z hlavného pásu asteroidov, ale je tiež pravdepodobné, že sa to narodilo v tej istej oblasti ako vnútorné planéty ako Zem – alebo vo vonkajšej slnečnej sústave, kde sa teraz nachádzajú obrovské planéty ako Jupiter. Žiadny z mojich príbehov o pôvode nesleduje jednoduchú cestu tam, kde teraz žije Psyché, 450 miliónov km od Slnka.

Asteroidy vo všeobecnosti môžu poskytnúť pohľad na vznik planét a na to, ako raná slnečná sústava fungovala pred 4,6 miliardami rokov. Psychika je však pre vedcov obzvlášť zaujímavá kvôli svojmu neobvyklému kovovému obsahu, vysokej hustote a nízkej koncentrácii oxidov železa.

„Skutočnosť, že je to také neobvyklé, rozpráva nový príbeh, ktorý sme predtým nevideli o tom, ako sa vyvíjajú asteroidy,“ povedal Bill Bottke, vedec z misie Psyche z Southwest Research Institute v Boulderi v štáte Colorado. „To je časť príbehu, ktorý práve nemáme. Keď tento kúsok spojíme so všetkými ostatnými kusmi, ktoré máme, budeme pokračovať v zdokonaľovaní nášho príbehu o tom, ako sa formovala a vyvíjala raná slnečná sústava.“

Obchodné nástroje

Pomôcť zistiť pôvod asteroidu, misia vedecké skúmanie Základom bude magnetometer, gama a neutrónový spektrometer a multispektrálny zobrazovač. Vedci vedia, že asteroid nevytvára magnetické pole ako Zem, ale ak mala Psyché v minulosti magnetické pole, dá sa ešte aj dnes zaznamenať v materiáli asteroidov. Pomocou senzorov namontovaných na 6-metrovom (2-metrovom) ramene môže magnetometer určiť, či je Seichi stále magnetizovaný. Ak áno, potvrdilo by to, že asteroid je súčasťou jadra ranej malej planéty, stavebného kameňa ranej planéty.

Inžinieri z Jet Propulsion Laboratory NASA v južnej Kalifornii integrovali magnetometrický prístroj do vesmírnej lode agentúry Psyche 28. júna 2021. Tento prístroj pomôže určiť, či je asteroid Psyche súčasťou planéty. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Neutrónový spektrometer orbitera a spektrometer gama žiarenia pomôžu vedcom určiť chemické prvky asteroidu. Keďže kozmické lúče a častice s vysokou energiou ovplyvňujú povrch Psychiky, prvky, ktoré tvoria povrchový materiál, absorbujú energiu. Neutróny a gama lúče emitujúce v reakcii môžu byť detekované spektrometrom, čo umožňuje vedcom zosúladiť ich vlastnosti s vlastnosťami vyžarovanými známymi prvkami a určiť, z čoho sa skladá Psyché.

Multispektrálne zobrazovacie zariadenie medzitým tvorí dvojica farebných kamier. Zobrazovacie zariadenie je citlivé na svetlo, ktoré je mimo toho, čo môžu ľudia vidieť, a to pomocou filtrov na ultrafialových a blízkych infračervených vlnových dĺžkach. Svetlo odrazené v týchto filtroch môže pomôcť identifikovať minerály akéhokoľvek horninového materiálu, ktorý sa môže nachádzať na povrchu psychiky.

Tento obrázok ukazuje multispektrálneho fotografa Psyche v procese montáže a testovania 13. septembra 2021 v spoločnosti Malin Space Science Systems v San Diegu v Kalifornii. Kredit: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Komunikačný systém kozmickej lode pomôže aj vo vede. Rádiový systém v pásme X sa používa hlavne na odosielanie príkazov kozmickej lodi a prijímanie technických a vedeckých údajov z nej. Vedci však môžu tiež analyzovať jemné zmeny v týchto rádiových vlnách a zmerať rotáciu, osciláciu, hmotnosť a gravitačné pole objektu, čo poskytne ďalšie informácie o formovaní a štruktúre interiéru Psychiky.

oči na seba

Ale skôr, ako sa začne akákoľvek z týchto vedeckých analýz, budú obrázky. Koncom roku 2025, tri roky po štarte, bude Psyche na dohľad od asteroidu a zobrazovací tím bude v pohotovosti.

„Ešte predtým, ako sa dostaneme na obežnú dráhu, začneme získavať oveľa lepšie snímky z teleskopov na Zemi. Začneme riešiť funkcie, uvidíme veľké krátery, kráterové panvy – možno pohoria. Kto vie, čo uvidíme? “povedal Jim Bell zo Štátnej univerzity. Arizona, zástupca hlavného vyšetrovateľa v psychológii a vedúceho zobrazovacieho tímu. „Vieme len, že pravda o duši bude čudnejšia a krajšia, ako si dokážeme predstaviť.“

Tento obrázok zobrazuje kozmickú loď NASA Psyche, ktorej štart je naplánovaný na august 2022. Obrazový kredit: NASA / JPL-Caltech / ASU

Viac o misii

Štátna univerzita v Arizone vedie misiu Psyche. Laboratórium prúdového pohonu NASA v južnej Kalifornii je zodpovedné za celkový manažment misie, systémové inžinierstvo, integráciu a testovanie a operácie misie. V súčasnosti prebieha fáza misie známa ako montáž, testovanie a spustenie Laboratórium prúdového pohonu. Na jar budúceho roku bude Psyche úplne zostavená a pripravená na odoslanie do Kennedyho vesmírneho strediska NASA.

JPL tiež poskytuje nástroj na predvádzanie technológií s názvom Deep Space Optical Communications, ktorý bude lietať aj na Psyche a ktorý bude testovať vysokorýchlostnú laserovú komunikáciu, ktorú by bolo možné použiť v budúcich misiách NASA.