Мисията "Психея" - едно пътешествие към миналото на нашата планета (видео)

Мисията на НАСА Psyche се отправя към астероида Психея

Ваня Милева Последна промяна на 16 октомври 2023 в 00:00 1926 0

Мисията Psyche на НАСА е насочена към едноименния астероид Психея.

Кредит NASA

Мисията Psyche на НАСА е насочена към едноименния астероид Психея.

От стартова площадка 39А в космическия център "Кенеди" на НАСА във Флорида на 13 октомври в 10:19 ч. местно време мисията на НАСА Psyche ("Психея") стартира успешно с ракета Falcon Heavy на SpaceX  Този космически апарат сега е на път да се срещне с едноименния астероид от тип М - обект в Главния астероиден пояс, съставен почти изцяло от метал.

Смята се, че този метален астероид е остатък от планетоид, който е загубил външните си слоеве, оставяйки след себе си ядро от желязо, никел и благородни метали. Чрез изучаването на този обект учените се надяват да научат повече за формирането на скалистите планети.

Родени от гравитацията

Появата на планетите е един от най-загадъчните етапи в историята на Слънчевата система. Тук има повече въпроси и хипотези, отколкото точни знания. И това не е изненадващо - свидетели няма. Например, колко време е продължило формирането на Земята? Оценките варират от няколко милиона години до стотици милиони.

Като цяло е ясно, че гравитацията е главният фактор за изграждането на планети. Късчетата материя се привличат едно към друго и се концентрират в малки тела. Те се сблъскват едно с друго и или се слепват, или се разпадат, в зависимост от скоростта.

Зародишите на планетите, които възникват по този начин, се наричат ​​планетезимали. Спрециалистите не са единодушни какъв размер на телата трябва да се наричат ​​така - дали струпвания с размер на 1-2 километра или ​​почти пълноценни планети с размера на Луната, докато трети са съгласни с целия диапазон от размери.

Някои планетезимали имат късмета да нараснат до стотици километри в диаметър. Такива тела са били достатъчно масивни, за да започне гравитационната диференциация - разделянето на вътрешността на слоеве. Тежките вещества като металите потъват в центъра под въздействието на гравитацията, избутвайки по-леки елементи по-близо до повърхността.

Ето защо средната плътност на Земята (5,5 грама на кубичен сантиметър) е два пъти по-голяма от плътността на скалите от земната кора, които можем да докоснем с ръцете си. Мантията е по-плътна от кората, а ядрото е по-плътно от мантията. Смята се, че ядрото на Земята се състои основно от желязо и никел, поради което генерира магнитно поле. Учените обаче съдят за това по косвени данни. Все още никой не е успял да пробие дори земната кора, да не говорим за мантията.

Модел на устройството на Земята. Кредит: Argonne National Labs

Това, което не може да бъде достигнато на Земята, може да бъде намерено в космоса. Някои астероиди, съдейки по техните спектри, плътност и отражателна способност, са богати на метали. Те се наричат ​​астероиди от тип М. Освен това понякога изследователите намират железни метеорити. Ами ако "М-астероидите" са ядрата на планетезимали, унищожени при жестоки сблъсъци с техните съседи? Дали железните метеорити са фрагменти от тези ядра?

Тази хипотеза е примамлива, но все още не е проверена. Астероидите са толкова малки, че дори в най-добрите телескопи изглеждат като петна без много детайли. А космическите сонди никога не са посещавали астероид от тип М. Психея ще бъде първата.

Астероидът Психея, открит през 1852 г., изненада астрономите с блясъка си от самото начало. Според съвременните данни той се състои от 30–60% метал и има плътност от 3,4 до 4,1 грама на кубичен сантиметър. Изглежда доста подобно на ядрото на протопланета, която е започнала да се формира.

Изображения на астероида Психея. Кредит: NASA

Инструментите на Psyche

Сондата Psyche няма да каца и да събира проби. Тя ще изучава астероида от орбита, което също не е лесно.

На борда на апарата има три научни инструмента.

Първият е двойна мултиспектрална камера. Той ще изобрази астероида във видима и инфрачервена светлина. Тези изображения ще помогнат за определяне на релефа на Психея и минералния състав на повърхността.

Второто устройство е неутронен и гама спектрометър. Космическите лъчи, блъскайки се в повърхността на Психея, предизвикват ядрени реакции в нейното вещество. Чрез наблюдение на неутроните и гама лъчите, произтичащи от тези реакции, учените ще определят от какви химични елементи се състои почвата и в какви пропорции.

Третото устройство е магнитометър. Астероидите са твърде малки, за да имат собствено магнитно поле. Но ако Психея представлява протопланета, нейното ядро ​​може има магнитно поле. Ако металът е запазил остатъчна магнетизация, това ще бъде убедително доказателство в полза на хипотезата, че астероидът е бил някога ядро на небесно тяло.

Сондата като цяло е в известен смисъл ще бъде устройство за изследване на гравитацията на астероид. Учените ще проследят точно траекторията му. Това ще помогне да се картографира гравитационното поле и следователно разпределението на масата в цялото небесно тяло.

Програмата на Psyche

Psyche има четири двигателя. Всеки от тях развива тяга от само 0,24 нютона (приблизително същата сила, с която AA батерия притиска дланта ви). Основната сила, движеща сондата, ще бъде гравитацията на Слънцето. Необходими са двигатели, които да коригират траекторията, превръщайки я от затворена орбита в спирала. Това е стандартният подход за междупланетни полети, тъй като разстоянията в Слънчевата система са значителни и презареждането е в очевиден дефицит.

За да работи с двигателя, Psyche взима със себе си 1085 килограма ксенон. Атомите на ксенона ще бъдат ускорени от електрическото поле и ще излязат от дюзата, създавайки струйна струя. Такива електродвигатели се използват в космически кораби от няколко десетилетия. Те са много по-икономични от химическите, макар и не толкова мощни.

През май 2026 г. сондата ще се доближи до Марс и ще получи гравитационен тласък от него. Psyche ще премине на разстояние от 3000 до 4400 километра от повърхността на Марс. Това разстояние е сравнимо с радиуса на планетата: достатъчно далеч, за да не се сблъска, и достатъчно близо, за да получи гравитационно ускорение.

Представа на художник за астероида Психея и неговата сонда Psyche. Кредит: NASA/JPL-Caltech/ASU

Благодарение на тази маневра сондата ще промени траекторията си и ще достигне астероида Психея през август 2029 г. По това време тя ще бъде 2,7 пъти по-далеч от Слънцето, отколкото Земята. Psyche ще отиде в орбита около своя съименник и ще го изследва.

Това е крайната точка на маршрута. Сондата нито ще се върне на Земята, нито ще пътува до други астероиди. Планира се Psyche да работи поне до ноември 2032 г. През това време астероидът ще направи малко по-малко от половин оборот около Слънцето. Орбитата на Психея е далеч не кръгова. До края на мисията небесното тяло вече ще бъде 3,1 пъти по-далеч от Слънцето, отколкото нашата планета.

През това време сондата ще промени няколко орбити около астероида. Най-далечната от тях се намира на 709 километра над повърхността, а най-ниската - на 75 километра.

Може би астрономите ще имат късмет и сондата ще остане в експлоатация след ноември 2032 г. Със сигурност мисията ще бъде удължена, докато на борда остане поне един работещ научен инструмент и двигателите са способни да поддържат орбита около астероида.

Космическият апарат Psyche на НАСА поема по спираловиден път към астероида Психея, обозначен с ключови етапи от основната мисия. Кредит: NASA/JPL-Caltech

Рискована идея

Дори навлизането в тази орбита обаче не е толкова лесно. Психея не е толкова голяма, че собствената й гравитация да я превърне в кълбо. С продълговатата си форма наподобява по-скоро яйце или картоф. Ето и скромните размери на астероида: 280 километра по едната ос и 230 километра в най-широката точка по другата. Освен това небесното тяло може да е и нехомогенно. Сложното разпределение на масата също означава сложно гравитационно поле, в което няма да е лесно да се поддържа стабилна орбита.

Досега само шест астероида имат изкуствен спътник. Четири от тях - Ерос, Итокава, Рюгу и Бену - са малки, но близо до Земята. Малкото разстояние помага на астрономите да съберат информацията, необходима за изчисляване на орбитата. Церера и Веста, подобно на Психея, се намират в Главния астероиден пояс между Марс и Юпитер. Но значителният им размер ги прави по-лесни за наблюдение през телескоп. Това са най-големите астероиди в Слънчевата система, с изключение на транснептунови обекти, които обикновено не се наричат ​​астероиди. Церера е определена като планета джудже, също като Плутон.

Психея дори не е сред десетте най-големи астероиди и дори е малко по-далеч от Земята от Церера и Веста. Разбира се, тя е изследвана с помощта на най-големите оптични телескопи: орбиталния Хъбъл и наземния VLT. Радиотелескопът Аресибо, по това време най-големият в света, изследва небесното тяло в режим на локатор. И все пак дали наблюдателите са разбрали достатъчно за Психея, за да може сондата със същото име да излезе в орбита около нея и да работи необходимите две години? Ще разберем през 2029 г.

"Казахме "сбогом" на нашия космически апарат, център на толкова много работни животи в продължение на толкова много години - хиляди хора и едно десетилетие. Но всъщност това не е финал, това е стартова линия за следващия маратон. Космическият ни апарат тръгва да се срещне с нашия астероид и ще запълни още една празнина в познанията ни - и ще оцвети друг вид свят в нашата Слънчева система", заявява Линди Елкинс-Тантън, главен изследовател на мисията Psyche в Държавния университет на Аризона.

Източник:

NASA's Psyche Mission is off to Asteroid Psyche, universetoday

NASA just launched the Psyche mission—no one knows what it will find, arstechnica

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !