Det er et nyt år med nye udfordringer og nye muligheder! Og NASA, der ønsker at sparke tingene ud, har annonceret de to nye missioner, der lanceres i det kommende årti. Disse robotmissioner, der hedder Lucy og Psyche, er beregnet til at hjælpe os med at forstå historien om det tidlige solsystem og vil implementeres med start i henholdsvis 2021 og 2023.
Mens Lucy's mission er at udforske en af Jupiters trojanske asteroider, vil Psyche udforske en metalsteroid, kendt som 16 Psyche. Og mellem dem to håbes det, at de vil besvare nogle vedvarende spørgsmål om planetarisk dannelse og hvordan solsystemet blev til. Mere end det repræsenterer disse missioner historiske førstepunkter til NASA og efterforskning af menneskelige rum.
NASAs Discovery-program, som Lucy og Psyche er en del af, blev oprettet i 1992 for at komplimentere deres større “flagskib” -programmer. Ved at samle forskere og ingeniører til designopgaver har Discovery-programmets fokus været at maksimere den videnskabelige forskning ved at skabe mange mindre missioner, der har kortere udviklingsperioder og kræver mindre i form af operationelle ressourcer.
Lucy-missionen planlægges lanceret i oktober 2021 og forventes at ankomme til sin første destination (en hovedbælte-asteroide) i 2025. Den vil derefter sætte kurs mod Jupiters trojanere, en gruppe asteroider, der er fanget af Jupiters tyngdekraft og del dets kredsløb. Disse asteroider menes at være relikvier fra det tidlige solsystem; og mellem 2027 og 2033 vil Lucy studere seks af dem.
Ud over at være den første mission til at udforske Jupiters trojanske befolkning er Lucy også af historisk betydning på grund af antallet af asteroider, den vil besøge. I løbet af sin mission vil det undersøge seks trojanere, som er det samlede antal hovedbælte-asteroider, der er blevet undersøgt indtil videre. Naturen af disse seks asteroider forventes også at fortælle os meget om solsystemets tidlige historie.
Som Harold F. Levison - den vigtigste efterforsker af Lucy-missionen fra Southwest Research Institute (SwRI) i Boulder, Colorado - forklarede under en NASA-opkalds briefing:
”Et af de overraskende aspekter ved denne befolkning er deres mangfoldighed. Hvis vi ser på dem gennem teleskoper på Jorden, ser vi, at de er meget forskellige fra hinanden i deres farve, i deres spektre. Og så tror vi, at det fortæller os noget om, hvordan solsystemet dannede og udviklede sig ... Denne mangfoldighed i disse objekter, tror vi, skyldes det faktum, at de faktisk dannede sig i meget forskellige regioner i solsystemet, med meget forskellige fysiske egenskaber . Og der opstod noget i solsystemets historie, hvor disse objekter startede i meget forskellige afstande, men under dannelsen og udviklingen af solsystemet, blev de flyttet rundt og placeret i disse stabile reservoirer i nærheden af Jupiters bane. ”
De seks trojanere, som Lucy er beregnet til at undersøge, blev valgt, fordi mangfoldigheden af deres fysiske egenskaber viser, at de er fra forskellige steder i hele solsystemet. Som Levison udtrykte det, "Disse små kroppe er virkelig fossilerne af planetdannelse, og det er derfor, vi opkaldte Lucy efter den menneskelige stamfar, der er kendt som Lucy."
Derudover vil Lucy bygge videre på succes med missioner som New Horizons og OSIRIS-REx., Som inkluderer anvendelse af opdaterede versioner af instrumenter, de brugte til at udforske Pluto, Kuiper Belt, og asteroiden Bennu-dvs. RALPH- og LORRI-instrumenterne og OTES-instrumentet. Derudover udlåner flere medlemmer af New Horizons og OSIRIS-REx videnskabsteam deres ekspertise til Lucy-missionen.
Tilsvarende vil Psyche-missionen have en enorm videnskabelig værdi, da den besøger den eneste metalsteroid, der vides at eksistere. Denne asteroide måler omkring 210 km (130 mi) i diameter og antages at være sammensat af jern og nikkel. I denne henseende ligner den Jordens metalliske kerne såvel som kernerne på enhver jordbunden planet i solsystemet.
Det er af denne grund, at forskere mener, at det kan være den eksponerede kerne af en planet i Mars-størrelse. Ifølge denne teori oplevede 16 Psyche adskillige større kollisioner i løbet af solsystemets tidlige historie, hvilket fik den til at kaste sin stenede kappe. Robotsonden lanceres i 2023 og forventes at ankomme i 2030 - efter at have modtaget en jordtyngdekraftassistent manøvre i 2024 og en Mars flyby i 2025.
Ved at måle dens sammensætning, magnetfelt og kortlægge dens overfladefunktioner håber Lucy's videnskabsteam at lære mere om planetdannelsens historie. Som Lindy Elkins-Tanton - den vigtigste efterforsker af Psyche og direktøren for School of Earth and Space Exploration ved Arizona State University - sagde under NASA's opfordrings briefing:
”Mennesket har besøgt stenede verdener og iskolde verdener og verdener lavet af gas. Men vi har aldrig set en metalverden. Psyche er aldrig blevet besøgt eller havde taget et billede, der var mere end et lyspunkt. Og så forbliver dens udseende et mysterium. Denne mission vil være sand efterforskning og opdagelse. Vi tror, at Psyche er metalkernen i en lille planet, der blev ødelagt i den høje energi, høje hastighed, den første hundredeedel af vores solsystem. Ved at besøge Psyche kan vi bogstaveligt talt besøge en planetarisk kerne, den eneste måde menneskeheden kan ... Psyche lad os besøge det indre rum ved at besøge det ydre rum. ”
Det er ikke kun, at planetariske kerner antages at være, hvor magnetiske felter stammer fra (som er nødvendige for livets opkomst), men de er helt utilgængelige for os. Selve kanten af Jordens ydre kerne er ca. 2.890 km (1790 mi) fra vores planets overflade. Men den dybeste menneskehed, der nogensinde er gravet, har været på en dybde på 12 km (7,5 mi), der fandt sted i Kola Superdeep Borehole, i Rusland.
Derudover anslås jordens kerne, at temperatur- og trykforholdene når op på 5700 K (5400 ° C; 9752 ° F) og 330 til 360 gigapascals (over tre millioner gange normalt lufttryk). Dette gør udforskningen af vores planet (eller enhver anden planet i solsystemet) for den sags skyld helt upraktisk. Derfor er en robotmission til en verden som Pysche sådan en mulighed.
Og da Psyche er det eneste afrundede legeme af metal, der vides at eksistere i solsystemet, er asteroiden så usandsynligt, som den er unik. Og da der aldrig har fundet nogen missioner for at udforske dens overflade, og der ikke findes nogen billeder, der kan fortælle os, hvordan dens overfladefunktioner ville se ud, er Psyche-missionen sikker på at kaste noget alvorligt lys over, hvordan en metalverden ser ud.
”Hvordan tror vi det kan se ud?” spurgte Tanton. ”Har det overfladisk svovl lavastrømme på overfladen? Er det dækket med høje klipper oprettet, når metal størknet, og det ydre af kroppen brød i fejl? Er dens overflade en kombination af jernmetal og grøn mineralsk krystal som jernmeteoritter er? Og hvordan ser et påvirkningskrater i metal ud? Kunne dens kanter eller metalglimene blive frosne i kulden i rummet, før de faldt tilbage på overfladen. Vi ved det ikke. ”
Jim Green, NASAs direktør for planetarisk videnskab, udtrykte begejstring for opdagelserne 13 og 14 i missionerne i en nylig pressemeddelelse fra NASA:
”Dette er ægte opdagelsesmissioner, der integreres i NASAs større strategi for at undersøge, hvordan solsystemet dannede og udviklede sig. Vi har udforsket jordiske planeter, gasgiganter og en række andre kroppe, der kredser om solen. Lucy vil observere primitive rester længere ud i solsystemet, mens Psyche direkte observerer det indre af et planetarisk legeme. Disse yderligere stykker af puslespillet vil hjælpe os med at forstå, hvordan solen og dens familie af planeter dannede, ændrede sig med tiden og blev steder, hvor livet kunne udvikle sig og blive opretholdt - og hvad fremtiden måtte have. ”
Lucy og Psyche blev valgt blandt fem finalister, der blev valgt til videreudvikling allerede i september 2015. Disse blev igen valgt blandt 27 missionskoncepter, der blev sendt tilbage i november 2014. Eksempler på fortid og nutidig Discovery-mission inkluderer Kepler-rumsonde, Dawn-rumfartøjet, Mars Pathfinder og InSight-landeren (som planlægges lanceret i 2018).
