To nowy rok z nowymi wyzwaniami i nowymi możliwościami! A NASA, chcąc rozpocząć, ogłosiło dwie nowe misje, które rozpoczną się w nadchodzącej dekadzie. Te robotyczne misje o nazwach Lucy i Psyche mają pomóc nam zrozumieć historię wczesnego Układu Słonecznego i zostaną wdrożone odpowiednio od 2021 r. I 2023 r.
Podczas gdy misją Lucy jest eksploracja jednej z astroidów trojańskich Jowisza, Psyche zbada metalową asteroidę znaną jako 16 Psyche. Między nimi ma nadzieję, że odpowiedzą na niektóre trwałe pytania dotyczące formacji planetarnej i powstania Układu Słonecznego. Co więcej, misja ta jest historyczną nowością dla NASA i ludzkich eksploracji kosmosu.
Program Discovery NASA, którego częścią są Lucy i Psyche, został stworzony w 1992 roku, aby uzupełnić ich większe „sztandarowe” programy. Łącząc naukowców i inżynierów przy opracowywaniu misji, program Discovery skupił się na maksymalizacji badań naukowych poprzez tworzenie wielu mniejszych misji, które mają krótsze okresy rozwoju i wymagają mniej zasobów operacyjnych.
Rozpoczęcie misji Lucy zaplanowano na październik 2021 r., A jej pierwszy cel (asteroida Pasa Głównego) ma dotrzeć w 2025 r. Następnie wyznaczy kurs na trojany Jowisza, grupę planetoid uwięzionych przez grawitację Jowisza i udostępnić swoją orbitę. Uważa się, że te asteroidy są reliktami wczesnego Układu Słonecznego; a w latach 2027–2033 Lucy przestudiuje sześć z nich.
Oprócz tego, że jest pierwszą misją eksploracji populacji trojanów Jowisza, Lucy ma również historyczne znaczenie ze względu na liczbę asteroid, które odwiedzi. W trakcie swojej misji będzie badał sześć trojanów, co stanowi całkowitą liczbę badanych dotąd asteroid z Pasa Głównego. Oczekuje się, że natura tych sześciu planetoid wiele nam powie o wczesnej historii Układu Słonecznego.
Jak wyjaśnił Harold F. Levison - główny badacz misji Lucy z Southwest Research Institute (SwRI) w Boulder, Kolorado - podczas briefingu z wezwaniem NASA:
„Jednym z zaskakujących aspektów tej populacji jest ich różnorodność. Jeśli spojrzymy na nie przez teleskopy na Ziemi, zobaczymy, że różnią się one bardzo od siebie kolorem i widmem. Tak więc uważamy, że to mówi nam coś o tym, jak ukształtował się i ewoluował Układ Słoneczny… Uważamy, że ta różnorodność tych obiektów wynika z faktu, że faktycznie powstały one w bardzo różnych regionach Układu Słonecznego o bardzo różnych właściwościach fizycznych . I coś się wydarzyło w historii Układu Słonecznego, w którym obiekty te zaczynały się na bardzo różnych odległościach, ale podczas powstawania i ewolucji Układu Słonecznego zostały poruszone i umieszczone w tych stabilnych zbiornikach w pobliżu orbity Jowisza ”.
Wybrano sześć trojanów, które Lucy ma zbadać, ponieważ różnorodność ich cech fizycznych pokazuje, że pochodzą one z różnych lokalizacji w całym Układzie Słonecznym. Jak to ujął Levison: „Te małe ciała są tak naprawdę skamielinami formowania się planet, i dlatego nazwaliśmy Lucy imieniem ludzkiego przodka znanego jako Lucy”.
Ponadto Lucy będzie bazować na sukcesach misji takich jak Nowe Horyzonty i OSIRIS-REx. Obejmuje to używanie zaktualizowanych wersji instrumentów, których używali do eksploracji Plutona, Pasa Kuipera i asteroidy Bennu -i.e. przyrządy RALPH i LORRI oraz przyrząd OTES. Ponadto kilku członków zespołów naukowych New Horizons i OSIRIS-REx pożyczy swoją wiedzę specjalistyczną misji Lucy.
Podobnie misja Psyche będzie miała ogromną wartość naukową, ponieważ odwiedzi jedyną znaną metalową asteroidę. Ta asteroida ma średnicę około 210 km i uważa się, że składa się wyłącznie z żelaza i niklu. Pod tym względem jest podobny do metalicznego rdzenia Ziemi, a także rdzeni każdej planety lądowej w Układzie Słonecznym.
Z tego powodu naukowcy uważają, że może to być odsłonięte jądro planety wielkości Marsa. Zgodnie z tą teorią 16 Psyche doświadczyło kilku poważnych kolizji podczas wczesnej historii Układu Słonecznego, co spowodowało, że zrzucił on swój skalisty płaszcz. Sonda zrobotyzowana wystartuje w 2023 r. I ma przybyć do 2030 r. - po otrzymaniu manewru wspomagania grawitacji Ziemi w 2024 r. I przelocie Marsa w 2025 r.
Zespół naukowy Lucy, mierząc jego skład, pole magnetyczne i odwzorowując cechy powierzchni, ma nadzieję dowiedzieć się więcej o historii formowania planet. Jak powiedziała Lindy Elkins-Tanton - główny śledczy Psyche i dyrektor School of Earth and Space Exploration na Uniwersytecie Stanowym w Arizonie - podczas briefingu NASA:
„Ludzkość odwiedzała skaliste światy, lodowate światy i światy zbudowane z gazu. Ale nigdy nie widzieliśmy metalowego świata. Psyche nigdy nie odwiedzono ani nie wykonano zdjęcia, które było czymś więcej niż tylko punktem świetlnym. I tak jego wygląd pozostaje tajemnicą. Ta misja będzie prawdziwą eksploracją i odkryciem. Uważamy, że Psyche jest metalowym rdzeniem małej planety, która została zniszczona w wysokoenergetycznej, szybkiej pierwszej setce wieku naszego Układu Słonecznego. Odwiedzając Psyche, możemy dosłownie odwiedzić jądro planetarne, jedyny sposób, w jaki ludzkość może… Psyche pozwól nam odwiedzić przestrzeń wewnętrzną, odwiedzając przestrzeń kosmiczną ”.
Uważa się, że rdzenie planetarne nie tylko pochodzą z pól magnetycznych (niezbędnych do powstania życia), ale są dla nas całkowicie niedostępne. Sam brzeg zewnętrznego jądra Ziemi znajduje się w przybliżeniu 2890 km od powierzchni naszej planety. Ale najgłębsza ludzkość, jaką kiedykolwiek wykopano, znajdowała się na głębokości 12 km (7,5 mi), co miało miejsce w otworze wiertniczym Kola Superdeep w Rosji.
Ponadto w rdzeniu Ziemi szacuje się, że temperatura i ciśnienie osiągną 5700 K (5400 ° C; 9752 ° F) i 330 do 360 gigapaskali (ponad trzy miliony razy normalne ciśnienie powietrza). To sprawia, że eksploracja jądra naszej planety (lub jakiejkolwiek innej planety w Układzie Słonecznym) jest całkowicie niepraktyczna. Dlatego też robotyczna misja w świecie takim jak Pysche jest taką szansą.
A ponieważ Psyche jest jedynym zaokrąglonym korpusem metalu, o którym wiadomo, że istnieje w Układzie Słonecznym, asteroida jest równie nieprawdopodobna, co wyjątkowa. A ponieważ nigdy nie odbyły się żadne misje badające jego powierzchnię i nie istnieją żadne zdjęcia, które mogłyby powiedzieć nam, jak wyglądałyby jego cechy powierzchni, misja Psyche z pewnością rzuci poważne światło na wygląd metalowego świata.
„Jak naszym zdaniem może to wyglądać?” zapytał Tanton. „Czy na powierzchni płynie lawowa siarka? Czy jest pokryty wysokimi klifami powstającymi, gdy zestalający się metal skurczył się, a zewnętrzna część ciała popsuła się? Czy jego powierzchnia jest połączeniem metalicznego żelaza i zielonego kryształu mineralnego, tak jak meteoryty żelazne? A jak wygląda krater uderzeniowy w metalu? Czy jego krawędzie lub metalowe błyski mogą zamarznąć w zimnym kosmosie, zanim opadną na powierzchnię? Nie wiemy ”.
Jim Green, dyrektor Planetary Science NASA, wyraził entuzjazm dla misji Discovery 13 i 14 w niedawnej informacji prasowej NASA:
„Są to prawdziwe misje odkrywcze, które integrują się z większą strategią NASA polegającą na badaniu, w jaki sposób ukształtował się i ewoluował Układ Słoneczny. Badaliśmy planety lądowe, gazowych gigantów i szereg innych ciał krążących wokół Słońca. Lucy będzie obserwować prymitywne pozostałości z dalszej części Układu Słonecznego, podczas gdy Psyche będzie bezpośrednio obserwować wnętrze ciała planetarnego. Te dodatkowe elementy układanki pomogą nam zrozumieć, w jaki sposób Słońce i jego rodzina planet powstały, zmieniły się z czasem i stały się miejscami, w których życie może się rozwijać i być podtrzymywane - i co może przynieść przyszłość. ”
Lucy i Psyche zostali wybrani spośród pięciu finalistów, którzy zostali wybrani do dalszego rozwoju we wrześniu 2015 r. Te z kolei zostały wybrane z 27 koncepcji misji, które zostały przesłane w listopadzie 2014 r. Przykłady przeszłych i obecnych misji Discovery obejmują sondę kosmiczną Kepler, statek kosmiczny Dawn, Mars Pathfinder i lądownik InSight (którego uruchomienie planowane jest na 2018 rok).
