Jį planuojama pradėti kitais metais, NASAAgentūros „Psyche“ misija yra pirmas kartas, kai agentūra pasiryžo ištirti asteroidą, kuriame mineralų yra daugiau nei uolienoje ar lede.

Praėjo daugiau nei 150 metų, kai romanistas Julesas Verne’as parašė „Kelionė į Žemės centrą“, tačiau realybė dar turi pasivyti tą sci-fi nuotykį. Nors žmonės negali nueiti kelio į mūsų planetos metalinę šerdį, NASA planuoja aplankyti milžinišką asteroidą, kuris gali būti užšalęs praeities pasaulio išlydytos šerdies liekana.

Šis asteroidas, vadinamas Psyche, skrieja aplink saulę pagrindiniame asteroido dirže tarp jų Marsas Ir Jupiteris. Naudodamiesi duomenimis, surinktais iš antžeminių radarų ir optinių teleskopų, mokslininkai mano, kad „Psyche“ daugiausia pagaminta iš metalo. Dalis ar visas geležies turtingas vidus galėjo būti ankstyvoji planetinė statybinė medžiaga, iš kurios buvo atimta išorinė litosfera, nes ankstyvo Saulės sistemos formavimosi metu ji kelis kartus susidūrė su kitais dideliais kūnais.

Asteroidas, kurio plotis plačiausiai yra apie 173 mylių (280 kilometrų), gali būti kažkas kita. Tai gali būti visiškai kitokio tipo geležies turtingo kūno liekana, susidaranti iš mineralų turinčios medžiagos kažkur Saulės sistemoje.

Ši menininko idėja vaizduoja asteroidą Psyche, NASA psichikos misijos taikinį. Vaizdo kreditas: NASA / JPL-Caltech / ASU

NASA „Psyche“ misija tikisi tai išsiaiškinti. Planuojama paleisti 2022 m. Rugpjūtį, erdvėlaivis skris aplink asteroidą po jo, fotografuos, kartografuos paviršių ir dvejus metus ieškos senovės magnetinio lauko įrodymų. Saiki taip pat ištirs neutronus ir gama spindulius iš asteroido paviršiaus, kad padėtų nustatyti jo elementinę sudėtį.

Pirmoji misija ištirti asteroidą, kurio paviršius turi daug metalo, o ne uolų ar ledo, „Psyche“ siekia geriau suprasti geležies šerdis – neištirtą planetos formavimo bloką. Taip pat įmanoma, kad misija suteiks pirmąją galimybę tiesiogiai ištirti uolėtos planetos vidų, pažvelgus į anksčiau nematyto planetinio kūno vidų. Tai, ką sužino mokslininkai, galėtų labiau paaiškinti, kaip susiformavo Žemė ir kitos uolėtos planetos.

NASA reaktyvinio varymo laboratorijoje inžinieriai į agentūros erdvėlaivį integravo gama spindulių ir neutronų spektrometrą. Įrankis padės nustatyti elementus, kurie sudaro jo taikinį – asteroidą, dar vadinamą Psichė. Kreditas: NASA/JPL-Caltech

„Yra daug esminių neatsakytų klausimų apie Psichę“, – sakė pagrindinė misijos tyrėja Lindy Elkins Tanton iš Arizonos valstijos universiteto. „Ir pridėjus visas detales iš duomenų, kuriuos galime surinkti iš žemės, tampa vis sunkiau sukurti tikėtiną istoriją. Mes tikrai nežinome, ką pamatysime, kol apsilankysime, ir būsime nustebęs “.

Pavyzdžiui, ankstesni antžeminiai stebėjimai paskatino mokslininkus manyti, kad asteroidas yra 90% metalinis. Naujausi tyrimai Vadovaujamas Elkins Tanton, jis naudojo atnaujintus tankio matavimus, kad įvertintų, jog asteroido tikimybė būti nuo 30% iki 60% yra metalas.

NASA reaktyvinio varymo laboratorijoje inžinierius tiria gama spindulius ir neutronų spektrometrą, kai jis susilieja su agentūros „Psyche“ erdvėlaiviu. Įrankis padės nustatyti elementus, kurie sudaro jo tikslą. Kreditas: NASA/JPL-Caltech

Ir mokslininkai yra suglumę, kodėl atrodo, kad psichikoje yra mažai geležies oksidų, kurie yra cheminiai junginiai, pagaminti iš geležies ir deguonies. Marsas, Merkurijus, VeneraIr ten yra visa žemė. „Taigi, jei mes teisūs, kad„ Psichė “yra metalo ir uolienų mišinys, o uolienoje yra labai mažai geležies oksido, tai turėjo būti keista istorija apie tai, kaip ji buvo sukurta, nes ji neatitinka istorijų. Elkins Tanton “, – sakė Elkinsas Tantonas.

Sielos paslaptis

Mokslininkai taip pat nežino, kur yra psichika. Jis galėjo kilti iš pagrindinio asteroido diržo, tačiau taip pat tikėtina, kad jis gimė tame pačiame regione kaip ir vidinės planetos, kaip ir Žemė, arba išorinėje Saulės sistemoje, kur dabar yra tokios milžiniškos planetos kaip Jupiteris. Nė viena iš mano kilmės istorijų neseka paprastu keliu ten, kur dabar gyvena Psyche, 280 milijonų mylių (450 milijonų km) nuo Saulės.

Asteroidai apskritai gali suteikti informacijos apie planetų susidarymą ir tai, kaip ankstyvoji Saulės sistema veikė prieš 4,6 milijardo metų. Tačiau psichika ypač įdomi mokslininkams dėl neįprasto metalo kiekio, didelio tankio ir mažos geležies oksidų koncentracijos.

„Tai, kad jis toks neįprastas, pasakoja naują istoriją, kurios mes dar nematėme apie asteroidų vystymąsi“, – sakė Billas Bottke, psichikos misijos mokslininkas iš Pietvakarių tyrimų instituto Boulderyje, Kolorado valstijoje. „Tai dalis istorijos, kurios šiuo metu neturime. Sujungę šį kūrinį su visais kitais turimais kūriniais, mes toliau tobuliname savo istoriją apie tai, kaip susiformavo ir vystėsi ankstyvoji Saulės sistema.”

Prekybos įrankiai

Padėti išsiaiškinti asteroido kilmę, misiją mokslinis tyrimas Jis bus pagrįstas magnetometru, gama spinduliu ir neutronų spektrometru bei daugiapektriniu vaizduokliu. Mokslininkai žino, kad asteroidas nesukuria magnetinio lauko, kaip tai daro Žemė, tačiau jei Psichė anksčiau turėjo magnetinį lauką, šiandien jis vis dar gali būti įrašytas į asteroidų medžiagą. Naudodamas jutiklius, sumontuotus ant 6 pėdų (2 metrų) rankos, magnetometras gali nustatyti, ar „Seichi“ vis dar yra įmagnetintas. Jei taip, tai patvirtintų, kad asteroidas yra ankstyvosios mažosios planetos šerdies dalis, ankstyvosios planetos statybinė medžiaga.

2021 m. Birželio 28 d. NASA reaktyvinio varymo laboratorijos (Pietų Kalifornija) inžinieriai integravo magnetometro instrumentą į agentūros „Psyche“ erdvėlaivį. Šis prietaisas padės nustatyti, ar asteroidas „Psyche“ yra planetos dalis. Kreditas: NASA/JPL-Caltech

Orbitos neutronų spektrometras ir gama spindulių spektrometras padės mokslininkams nustatyti asteroido cheminius elementus. Kadangi kosminiai spinduliai ir didelės energijos dalelės veikia psichikos paviršių, paviršiaus medžiagą sudarantys elementai sugeria energiją. Spektrometru galima aptikti atsaką skleidžiančius neutronus ir gama spindulius, todėl mokslininkai gali suderinti savo savybes su žinomų elementų skleidžiamomis savybėmis, kad nustatytų, iš ko sudaryta Psichė.

Tuo tarpu pora spalvotų fotoaparatų sudaro multispektrinį vaizdo gavimo įrenginį. Vaizdo gavimo įrenginys yra jautrus šviesai, kurią žmonės nemato, naudodamas ultravioletinių ir artimųjų infraraudonųjų spindulių filtrus. Šiuose filtruose atsispindėjusi šviesa gali padėti nustatyti bet kokios uolienų mineralus, kurie gali būti Psichės paviršiuje.

Šiame paveikslėlyje pavaizduotas „Psyche“ daugialypis fotografas, surinkimo ir bandymo metu 2021 m. Rugsėjo 13 d. „Malin Space Science Systems“ San Diege, Kalifornijoje. Kreditas: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Erdvėlaivio ryšių sistema taip pat padės mokslui. X juostos radijo sistema daugiausia naudojama komandoms siųsti į erdvėlaivį ir iš jos gauti inžinerinius ir mokslinius duomenis. Tačiau mokslininkai taip pat gali analizuoti subtilius šių radijo bangų pokyčius, kad išmatuotų objekto sukimąsi, svyravimus, masę ir gravitacinį lauką, suteikdami papildomų užuominų apie Psichės interjero formavimąsi ir struktūrą.

akys į save

Tačiau prieš pradedant bet kokią šią mokslinę analizę bus nuotraukos. Iki 2025 m. Pabaigos, praėjus trejiems metams po paleidimo, „Psyche“ bus asteroido akiratyje, o vaizdo gavimo komanda bus labai budri.

„Dar prieš eidami į orbitą, iš Žemės teleskopų pradėsime gauti daug geresnių vaizdų, nei galime. Pradėsime spręsti funkcijas, pamatysime didelius kraterius, kraterių baseinus – galbūt kalnų grandines. Kas žino, ką pamatysime? “ – sakė Jimas Bellas iš Valstybinio universiteto. Arizona, vyriausiojo tyrėjo pavaduotojas psichologijos srityje ir vaizdavimo komandos vadovas. „Mes tik žinome, kad sielos tiesa bus svetimesnė ir gražesnė, nei galime įsivaizduoti“.

Šioje iliustracijoje pavaizduotas NASA „Psyche“ erdvėlaivis, kurį planuojama paleisti 2022 m. Vaizdo kreditas: NASA / JPL-Caltech / ASU

Daugiau apie misiją

Arizonos valstijos universitetas vadovauja psichikos misijai. NASA reaktyvinio varymo laboratorija Pietų Kalifornijoje yra atsakinga už bendrą misijų valdymą, sistemų inžineriją, integraciją ir bandymus bei misijos operacijas. Šiuo metu vyksta misijos etapas, žinomas kaip surinkimo, bandymo ir paleidimo operacijos Reaktyvinio varymo laboratorija. Iki kito pavasario „Psyche“ bus visiškai surinkta ir paruošta išsiųsti į NASA Kennedy kosmoso centrą.

JPL taip pat siūlo technologijų demonstravimo priemonę, pavadintą „Deep Space Optical Communications“, kuri taip pat skraidys „Psyche“ ir kuri išbandys didelio duomenų perdavimo spartos lazerinį ryšį, kuris gali būti naudojamas būsimose NASA misijose.