Το icυχικό Διαστημόπλοιο της NASA θα εξερευνήσει έναν μοναδικό αστεροειδή για στοιχεία του πρώιμου ηλιακού συστήματος

Έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει το επόμενο έτος, NASAΗ αποστολή Psyche του οργανισμού σηματοδοτεί την πρώτη φορά που ο οργανισμός έχει ξεκινήσει να εξερευνά έναν αστεροειδή πιο πλούσιο σε μέταλλα από πετρώματα ή πάγους.

Έχουν περάσει περισσότερα από 150 χρόνια από τότε που ο μυθιστοριογράφος Ζυλ Βερν έγραψε το «Ταξίδι στο Κέντρο της Γης», αλλά η πραγματικότητα δεν έχει ακόμη καλύψει αυτή την περιπέτεια επιστημονικής φαντασίας. Ενώ οι άνθρωποι δεν μπορούν να κάνουν μια πορεία προς τον ορυκτό πυρήνα του πλανήτη μας, η NASA έχει ως στόχο να επισκεφθεί έναν γιγάντιο αστεροειδή που μπορεί να είναι το παγωμένο κατάλοιπο του λιωμένου πυρήνα ενός περασμένου κόσμου.

Αυτός ο αστεροειδής, που ονομάζεται syυχή, περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο στην κύρια ζώνη αστεροειδών μεταξύ τους Άρης Και ΖεύςΤο Χρησιμοποιώντας δεδομένα που συλλέχθηκαν από επίγειο ραντάρ και οπτικά τηλεσκόπια, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η syυχή είναι κατασκευασμένη σε μεγάλο βαθμό από μέταλλο. Μέρος ή ολόκληρο το εσωτερικό πλούσιο σε σίδηρο θα μπορούσε να ήταν ένα πρώιμο πλανητικό δομικό στοιχείο που είχε αφαιρεθεί από την εξωτερική του λιθόσφαιρα καθώς συχνά συγκρούονταν με άλλα μεγάλα σώματα κατά τον πρώιμο σχηματισμό του Ηλιακού Συστήματος.

Ο αστεροειδής, ο οποίος έχει πλάτος 280 χιλιόμετρα περίπου στο ευρύτερο σημείο του, θα μπορούσε να είναι κάτι άλλο. Θα μπορούσε να είναι ένα κομμάτι εντελώς διαφορετικού τύπου πλούσιου σε σίδηρο σώματος που σχηματίστηκε από μια ουσία πλούσια σε ορυκτά κάπου στο ηλιακό σύστημα.

Η ιδέα αυτού του καλλιτέχνη απεικονίζει τον αστεροειδή Psyche, τον στόχο της αποστολής Psyche της NASA. Πιστωτική εικόνα: NASA / JPL-Caltech / ASU

Η αποστολή της NASA Psyche ελπίζει να το μάθει. Προγραμματισμένο για εκτόξευση τον Αύγουστο του 2022, το διαστημόπλοιο θα περιστρέφεται γύρω από τον αστεροειδή μετά από αυτόν, βγάζοντας φωτογραφίες, χαρτογραφώντας την επιφάνεια και αναζητώντας στοιχεία ενός αρχαίου μαγνητικού πεδίου για δύο χρόνια. Ο Saiki θα μελετήσει επίσης νετρόνια και ακτίνες γάμα από την επιφάνεια του αστεροειδή για να βοηθήσει στον προσδιορισμό της στοιχειακής του σύνθεσης.

Η πρώτη αποστολή για να εξερευνήσει έναν αστεροειδή με επιφάνεια που περιέχει μεγάλες ποσότητες μετάλλου και όχι πέτρα ή πάγο, η Psyche επιδιώκει να κατανοήσει καλύτερα τους σιδερένιους πυρήνες, ένα ανεξερεύνητο δομικό στοιχείο σχηματισμού πλανητών. Είναι επίσης πιθανό ότι η αποστολή θα δώσει την πρώτη ευκαιρία για άμεση εξέταση του εσωτερικού ενός βραχώδους πλανήτη, ρίχνοντας μια ματιά στο εσωτερικό ενός πλανητικού σώματος που είχε στρώσει προηγουμένως, το οποίο δεν ήταν ποτέ ορατό. Αυτό που μαθαίνουν οι επιστήμονες θα μπορούσε να ρίξει περισσότερο φως στον τρόπο με τον οποίο σχηματίστηκε η Γη και άλλοι βραχώδεις πλανήτες.

Στο Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA, οι μηχανικοί έχουν ενσωματώσει ένα φασματόμετρο ακτίνων γάμμα και νετρονίων στο διαστημόπλοιο Psyche της υπηρεσίας. Το εργαλείο θα βοηθήσει στον προσδιορισμό των στοιχείων που αποτελούν τον στόχο του, έναν αστεροειδή που ονομάζεται επίσης Psyche. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech

“Υπάρχουν πολλά θεμελιώδη αναπάντητα ερωτήματα σχετικά με την syυχή”, δήλωσε ο κύριος ερευνητής της αποστολής, Lindy Elkins Tanton από το κρατικό πανεπιστήμιο της Αριζόνα. “Και με όλες τις λεπτομέρειες που προστίθενται από τα δεδομένα που μπορούμε να συλλέξουμε από το έδαφος, γίνεται όλο και πιο δύσκολο να δημιουργήσουμε μια αληθοφανή ιστορία. Πραγματικά δεν ξέρουμε τι θα δούμε μέχρι να το επισκεφτούμε και θα ήμασταν έκπληκτος.”

Για παράδειγμα, προηγούμενες επίγειες παρατηρήσεις οδήγησαν τους επιστήμονες να πιστέψουν ότι ο αστεροειδής ήταν 90% μεταλλικός. Πρόσφατη έρευνα Με επικεφαλής τον Έλκινς Τάντον, χρησιμοποίησε ενημερωμένες μετρήσεις πυκνότητας για να εκτιμήσει ότι η πιθανότητα του αστεροειδή να είναι μεταξύ 30% και 60% είναι μέταλλο.

Στο Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA, ένας μηχανικός εξετάζει ακτίνες γάμμα και φασματόμετρο νετρονίων καθώς είναι ενσωματωμένα στο διαστημόπλοιο Psyche της υπηρεσίας. Το εργαλείο θα βοηθήσει στον εντοπισμό των στοιχείων που αποτελούν τον στόχο του. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech

Και οι επιστήμονες απορούν γιατί η syυχή φαίνεται να έχει χαμηλή περιεκτικότητα σε οξείδια σιδήρου, τα οποία είναι χημικές ενώσεις από σίδηρο και οξυγόνο. Άρης, Ερμής, ΑφροδίτηΚαι όλη η γη είναι εκεί. “Έτσι, αν είμαστε σωστοί ότι το Psyche είναι ένα μείγμα μετάλλου και ροκ και ότι ο βράχος έχει πολύ λίγο οξείδιο του σιδήρου, πρέπει να υπήρξε μια περίεργη ιστορία για το πώς δημιουργήθηκε – επειδή δεν ταιριάζει με τις ιστορίες του Έλκινς Τάντον », δήλωσε ο Έλκινς Τάντον.

Το μυστικό της ψυχής

Οι επιστήμονες επίσης δεν γνωρίζουν πού βρίσκεται η syυχή. Μπορεί να προέρχεται από την κύρια ζώνη των αστεροειδών, αλλά είναι επίσης πιθανό ότι γεννήθηκε στην ίδια περιοχή με τους εσωτερικούς πλανήτες με τη Γη – ή στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα, όπου βρίσκονται γιγάντιοι πλανήτες όπως ο Δίας τώρα. Καμία από τις ιστορίες προέλευσής μου δεν ακολουθεί ένα απλό μονοπάτι προς το μέρος όπου ζει η syυχή, 450 εκατομμύρια χιλιόμετρα (450 εκατομμύρια χιλιόμετρα) από τον Sunλιο.

Οι αστεροειδείς σε γενικές γραμμές μπορούν να δώσουν εικόνα για τον σχηματισμό πλανητών και πώς λειτουργούσε το πρώιμο ηλιακό σύστημα πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια. Αλλά η syυχή είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα για τους επιστήμονες λόγω της ασυνήθιστης, μεταλλικής περιεκτικότητάς της, της υψηλής πυκνότητας και της χαμηλής συγκέντρωσης οξειδίων του σιδήρου.

“Το γεγονός ότι είναι τόσο ασυνήθιστο λέει μια νέα ιστορία που δεν έχουμε ξαναδεί σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο εξελίσσονται οι αστεροειδείς”, δήλωσε ο Bill Bottke, επιστήμονας της αποστολής Psyche στο Southwest Research Institute στο Boulder του Κολοράντο. “Αυτό είναι μέρος της ιστορίας που δεν έχουμε αυτή τη στιγμή. Συγκεντρώνοντας αυτό το κομμάτι με όλα τα άλλα που έχουμε, συνεχίζουμε να βελτιώνουμε την ιστορία μας για το πώς σχηματίστηκε και εξελίχθηκε το πρώιμο ηλιακό σύστημα.”

Εργαλεία Εμπορίου

Για να μάθετε την προέλευση του αστεροειδή, η αποστολή επιστημονική έρευνα Θα βασίζεται σε μαγνητόμετρο, φασματόμετρο ακτίνων γάμμα και νετρονίων και σε πολυφασματικό απεικονιστή. Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι ένας αστεροειδής δεν δημιουργεί μαγνητικό πεδίο όπως η Γη, αλλά αν η syυχή είχε μαγνητικό πεδίο στο παρελθόν, μπορεί ακόμα να καταγραφεί σε αστεροειδές υλικό σήμερα. Χρησιμοποιώντας αισθητήρες τοποθετημένους σε βραχίονα 6 μέτρων, το μαγνητόμετρο μπορεί να καθορίσει εάν ο Seichi εξακολουθεί να μαγνητίζεται. Αν ναι, αυτό θα επιβεβαιώσει ότι ο αστεροειδής είναι μέρος του πυρήνα ενός πρώιμου μικρού πλανήτη, του δομικού στοιχείου ενός πρώιμου πλανήτη.

Οι μηχανικοί του Εργαστηρίου Jet Propulsion της NASA στη Νότια Καλιφόρνια ενσωμάτωσαν το όργανο μαγνητόμετρου στο διαστημόπλοιο Psyche του οργανισμού στις 28 Ιουνίου 2021. Το όργανο θα βοηθήσει στον προσδιορισμό του εάν ο αστεροειδής syυχή είναι μέρος του πλανήτη. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech

Το φασματόμετρο νετρονίων και το φασματόμετρο ακτίνων γάμβας θα βοηθήσουν τους επιστήμονες να προσδιορίσουν τα χημικά στοιχεία του αστεροειδή. Καθώς οι κοσμικές ακτίνες και τα σωματίδια υψηλής ενέργειας επηρεάζουν την επιφάνεια της syυχής, τα στοιχεία που αποτελούν το υλικό της επιφάνειας απορροφούν ενέργεια. Τα νετρόνια και οι ακτίνες γάμα που εκπέμπουν σε απόκριση μπορούν να ανιχνευθούν με φασματόμετρο, επιτρέποντας στους επιστήμονες να αντιστοιχίσουν τις ιδιότητές τους με εκείνες που εκπέμπονται από γνωστά στοιχεία για να καθορίσουν από τι αποτελείται η syυχή.

Εν τω μεταξύ, ένα ζευγάρι έγχρωμων καμερών αποτελεί την πολυφασματική συσκευή απεικόνισης. Η συσκευή απεικόνισης είναι ευαίσθητη στο φως πέρα ​​από αυτό που μπορούν να δουν οι άνθρωποι, χρησιμοποιώντας φίλτρα σε υπεριώδη και κοντά σε υπέρυθρα μήκη κύματος. Το φως που αντανακλάται σε αυτά τα φίλτρα μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό των ορυκτών οποιουδήποτε υλικού βράχου που μπορεί να υπάρχουν στην επιφάνεια της syυχής.

Αυτή η εικόνα δείχνει έναν πολυφασματικό φωτογράφο Psyche, στη διαδικασία συναρμολόγησης και δοκιμών στις 13 Σεπτεμβρίου 2021, στο Malin Space Science Systems στο Σαν Ντιέγκο της Καλιφόρνια. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Το σύστημα επικοινωνίας του διαστημικού σκάφους θα βοηθήσει επίσης στην επιστήμη. Το σύστημα ραδιοσυχνοτήτων X-band χρησιμοποιείται κυρίως για την αποστολή εντολών στο διαστημόπλοιο και τη λήψη μηχανικών και επιστημονικών δεδομένων από αυτό. Αλλά οι επιστήμονες μπορούν επίσης να αναλύσουν λεπτές αλλαγές σε αυτά τα ραδιοκύματα για να μετρήσουν την περιστροφή, την ταλάντωση, τη μάζα και το βαρυτικό πεδίο του σώματος, παρέχοντας επιπλέον στοιχεία για τον σχηματισμό και τη δομή του εσωτερικού της syυχής.

μάτια στον εαυτό

Αλλά πριν ξεκινήσει οποιαδήποτε από αυτήν την επιστημονική ανάλυση, θα υπάρχουν εικόνες. Μέχρι τα τέλη του 2025, τρία χρόνια μετά την εκτόξευσή του, το Psyche θα βρίσκεται κοντά στον αστεροειδή και η ομάδα απεικόνισης θα βρίσκεται σε υψηλή επιφυλακή.

“Ακόμη και πριν πάμε σε τροχιά, θα αρχίσουμε να παίρνουμε πολύ καλύτερες εικόνες από ό, τι μπορούμε από τηλεσκόπια στη Γη. Θα αρχίσουμε να λύνουμε χαρακτηριστικά, να βλέπουμε μεγάλους κρατήρες, λεκάνες κρατήρα – ίσως οροσειρές. Ποιος ξέρει τι θα δούμε; “είπε ο Jim Bell του State University. Arizona, Αναπληρωτής Κύριος Ερευνητής στην ologyυχολογία και επικεφαλής της ομάδας απεικόνισης. «Το μόνο που γνωρίζουμε είναι ότι η αλήθεια της ψυχής θα είναι πιο παράξενη και πιο όμορφη από όσο μπορούμε να φανταστούμε».

Αυτή η εικόνα απεικονίζει το διαστημόπλοιο της NASA Psyche, το οποίο είχε προγραμματιστεί για εκτόξευση τον Αύγουστο του 2022. Πιστωτική εικόνα: NASA / JPL-Caltech / ASU

Περισσότερα για την αποστολή

Το κρατικό πανεπιστήμιο της Αριζόνα ηγείται της αποστολής syυχή. Το Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA στη Νότια Καλιφόρνια είναι υπεύθυνο για τη συνολική διαχείριση αποστολών, τη μηχανική συστημάτων, την ολοκλήρωση και τις δοκιμές και τις αποστολές. Αυτή τη στιγμή βρίσκεται σε εξέλιξη η φάση αποστολής γνωστή ως συναρμολόγηση, δοκιμές και εκτόξευση Εργαστήριο Jet PropulsionΤο Μέχρι την επόμενη άνοιξη, η Psyche θα είναι πλήρως συναρμολογημένη και έτοιμη για αποστολή στο Διαστημικό Κέντρο Κένεντι της NASA.

Το JPL παρέχει επίσης ένα όργανο επίδειξης τεχνολογίας που ονομάζεται Deep Space Optical Communications, το οποίο επίσης θα πετάξει στην syυχή και θα δοκιμάσει επικοινωνίες λέιζερ υψηλής ταχύτητας που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε μελλοντικές αποστολές της NASA.