NASA uruchamia misję asteroidy Psyche Metal: co musisz wiedzieć

Czy asteroida Psyche to głównie kawałek metalu? Czy ten obiekt o szerokości mniej więcej Massachusetts jest jądrem małej planety, której skaliste warstwy zewnętrzne zostały rozbite podczas kataklizmicznej kolizji na początku Układu Słonecznego?

Na razie wszystko, co astronomowie mogą powiedzieć, to może, a może nie.

W piątek rano NASA wystrzeliła statek kosmiczny, również nazwany Psyche, w podróż do pasa asteroid pomiędzy Marsem a Jowiszem, aby się tego dowiedzieć.

„Naprawdę zobaczymy jakiś nowy obiekt, co oznacza, że ​​wiele naszych pomysłów okaże się błędnych” – powiedziała Lindy Elkins-Tanton, profesor badań Ziemi i kosmosu na Uniwersytecie Stanowym w Arizonie. Główny badacz misji.

Dodała, że ​​udowodnienie błędu „jest moim zdaniem najbardziej ekscytującą rzeczą w nauce”.

Ta podróż w poszukiwaniu odpowiedzi rozpoczęła się w piątek o 10:19 czasu wschodniego. Falcon Heavy, największa rakieta operacyjna SpaceX, wystartowała z Kennedy Space Center na Florydzie, wysyłając ogromny statek kosmiczny w przestrzeń kosmiczną.

Piątkowy lot pokonał niekorzystną wczesną prognozę pogody i podróż wydawała się bezbłędna. Nieco ponad godzinę po wystrzeleniu sonda Psyche oddzieliła się od górnego stopnia rakiety Falcon Heavy. Klip wideo NASA pokazał pojazd płynący w ciemność za Ziemią, wyruszający w podróż, która potrwa około sześciu lat i obejmie miliardy mil.

Około pięć minut później kierownicy misji oklaskiwali w sterowni laboratorium Jet Propulsion Laboratory w Kalifornii, gdzie otrzymali wstępny sygnał ze statku kosmicznego.

Asteroida zwana Psyche od dawna stanowi dziwną zagadkę. Została zauważona w 1852 roku przez włoskiego astronoma Annibale de Gasparis i nazwana na cześć greckiej bogini duszy, była szesnastą odkrytą planetoidą. We wczesnych obserwacjach był to, podobnie jak inne asteroidy, podobny do gwiazdy punkt świetlny poruszający się po orbicie wokół Słońca i niewiele więcej.

Na początku lat sześćdziesiątych astronomowie za pomocą obserwacji teleskopowych odkryli, że kolor Psyche przypomina kolor żelaznych meteorytów, które spadły na Ziemię, powiedział Jim Bell, także profesor badań Ziemi i kosmosu na Uniwersytecie Stanowym w Arizonie, który będzie kierował badaniami asteroidy. Kamera statku kosmicznego. Astronomowie odbili impulsy radarowe od Psyche, a odbicia powracające na Ziemię były jaśniejsze niż te, które pochodziły od innych małych obiektów w pasie asteroid.

„Stało się bardzo jasne, że pewna część powierzchni silnie odbija światło radarowe” – powiedział dr Bell. „Najprostszym sposobem na osiągnięcie tego jest użycie fragmentów metalu”.

Następnie, gdy naukowcy zaobserwowali, że Psyche przechodzi stosunkowo blisko większych światów, jej orbita wykrzywiła się w sposób, który sugerował obecność czegoś bardzo masywnego, być może gęstszego niż skała.

Większość skał, takich jak granit, ma gęstość od 2 do 3 gramów na centymetr sześcienny. Udział wody, czy to cieczy, czy lodu, wynosi około jednego grama na centymetr sześcienny. Metale takie jak żelazo są gęstsze i wahają się od sześciu do dziewięciu gramów na centymetr sześcienny.

„Niektóre z wczesnych szacunków brzmiały: «Wow, to naprawdę niezwykłe»” – stwierdził dr Bell.

Oddech wydaje się być prawie czystym metalem. Jądro Ziemi składa się z żelaza i niklu, a pomiary Psyche dały podstawę do pomysłu, że mogą to być pozostałości podobnego jądra należącego do mniejszej planety. Takie światy nazywane są planetozymalami, w których temperatury są na tyle wysokie, że gęstsze metale topią się i opadają do środka.

Niemożliwe jest zbadanie jądra planety takiej jak Ziemia znajdującej się 3000 km pod powierzchnią, ale wyprawa na Psyche może dostarczyć więcej informacji na temat tego, co znajduje się w centrum naszej planety.

Lub ta hipoteza może być całkowicie błędna.

„Stan psychiczny może być zupełnie inny” – stwierdziła dr Elkins-Tanton. „Lubię być całkowicie zaskakiwany.”

Nowsze pomiary doprowadziły do ​​niższych szacunków gęstości asteroidy, nieco poniżej czterech gramów na centymetr sześcienny: wciąż gęstszej niż skała i lód, ale nie tak gęstej jak metal. Sugeruje to, że Psyche jest wykonana z metalu i czegoś jeszcze: być może skały, a może pustej przestrzeni.

„Na podstawie posiadanych danych przypuszczam, że ponad połowa tego materiału to metal” – powiedział dr Elkins Tanton.

Jeśli Psyche okaże się pełna metali szlachetnych, będzie zbyt daleko, aby ktokolwiek mógł ją wydobyć przy użyciu obecnych technik. Dr Elkins Tanton zwraca uwagę, że nawet w najbliższym punkcie Psyche znajduje się około 250 milionów mil od Ziemi, czyli około pięć razy więcej niż odległość Ziemi od Marsa na obu planetach. Najbliższe możliwe podejście.

Misja Psyche miała wystartować rok temu. Statek kosmiczny został już wysłany do Centrum Kosmicznego im. Kennedy’ego. Wystąpiły jednak problemy z testowaniem oprogramowania nawigacyjnego, które prowadziłoby statek kosmiczny przez Układ Słoneczny. Wynikało to z niedopasowania programu lotu i oprogramowania użytego do jego weryfikacji. Inżynierowie nie mieli wystarczająco dużo czasu, aby rozwiązać problemy przed zamknięciem okna startowego.

To Niezależna recenzja W raporcie o nieudanym wystrzeleniu, zleconym przez NASA, stwierdzono, że zmiany w dowództwie, awarie komunikacji, duże obciążenie pracą i pandemia Covid-19 przyczyniły się do powstania „środowiska, w którym misjom takim jak Psyche nie poświęcano uwagi potrzebnej do obsługi personelu i wiedzy specjalistycznej”. Osobiste wyzwania, przed którymi stanęli”.

Projekt powrócił na właściwe tory na rok 2023, zatrudniając nowy personel misji, ograniczając pracę zdalną i wdrażając inne zalecenia zawarte w przeglądzie.

W drodze na platformę startową były jeszcze inne wyboje. Wystrzelenie Psyche zaplanowano na 5 października, ale start został ponownie przełożony, gdy testy wykazały, że silniki sterujące używane do kierowania statkiem kosmicznym podczas lotu, które uwalniają zimny azot, wytwarzają temperatury wyższe niż oczekiwano. Urzędnicy NASA powiedzieli, że rozwiązali problem, planując włączenie silników odrzutowych Niski poziom energii Aby zapobiec ich przegrzaniu w przestrzeni kosmicznej.

Po wystrzeleniu sonda kosmiczna Psyche skieruje się w stronę Marsa, gdzie w maju 2026 r. przeleci obok czerwonej planety i wykorzysta swoją grawitację jako procę w kierunku asteroidy Psyche, docierając w sierpniu 2029 r. po przebyciu odległości 3,2 miliarda mil.

Podczas swojej podróży Psyche będzie w ramach niej wymieniać wiadomości laserowe z Ziemią Eksperyment tzw Komunikacja optyczna w głębokim kosmosie. Obecne statki kosmiczne komunikują się za pomocą fal radiowych, ale przejście na lasery mogłoby zwiększyć szerokość pasma transmisji w przestrzeni kosmicznej nawet 100-krotnie. Eksperyment laserowy będzie pierwszą demonstracją tej nowej technologii na dużych odległościach od Księżyca.

Kiedy statek kosmiczny dotrze do asteroidy, spędzi na orbicie co najmniej 26 miesięcy, badając Psyche za pomocą różnych instrumentów.

Kamery misji, zwane kamerami wielospektralnymi, pozwolą po raz pierwszy przyjrzeć się Psyche z bliska, ujawniając cechy powierzchni, których nie można zaobserwować z Ziemi. Magnetometr na pokładzie statku kosmicznego będzie poszukiwał śladów starożytnego pola magnetycznego, być może podobnego do tego zasilanego przez jądro Ziemi, które może być odciśnięte w terenie asteroidy.

Spektrometr promieni gamma będzie wykrywał wysokoenergetyczne promienie gamma i neutrony, które powstają, gdy promienie kosmiczne uderzają w powierzchnię asteroidy. Cząsteczki te zawierają informacje o składzie i rozmieszczeniu minerałów i skał w nieziemskich krajobrazach Psyche.

Na koniec antena radiowa statku kosmicznego zostanie wykorzystana do mapowania pola grawitacyjnego asteroidy poprzez pomiar subtelnych przesunięć częstotliwości sygnału przesunięcia Dopplera, rosnącej w miarę zbliżania się do Ziemi i opadającej w miarę oddalania się. Eksperyment może wykryć różnice w gęstości asteroidy, co może rzucić światło na jej pochodzenie.

„Żaden instrument nie jest w stanie samodzielnie stwierdzić, czy Psyche jest jądrem, czy nie” – stwierdził w raporcie Ben Weiss, zastępca głównego badacza misji. Krótki news z czwartku. „To dane zebrane za pomocą tych wszystkich różnych narzędzi”.

Przez ponad 170 lat Psyche była maleńkim błyskiem światła na niebie. Teleskopy ujawniły kuszące przebłyski jego wymiarów i cech charakterystycznych, ale natura tego wyjątkowego świata pozostaje tajemnicą. Sonda kosmiczna Psyche jest obecnie na dobrej drodze, aby po raz pierwszy rzucić ostre światło na tę asteroidę i rozwiązać zagadkę jej pochodzenia.