Det er et nytt år, med nye utfordringer og nye muligheter! Og NASA, som ønsker å sparke ting, har kunngjort de to nye oppdragene som skal lanseres i det kommende tiåret. Disse robotoppdragene, kalt Lucy og Psyche, er ment å hjelpe oss med å forstå historien til det tidlige solsystemet, og vil distribuere fra henholdsvis 2021 og 2023.
Mens Lucys mål er å utforske en av Jupiters trojanske asteroider, vil Psyche utforske en metallsteroid som er kjent som 16 Psyche. Og mellom de to håper man at de vil svare på noen varige spørsmål om planetdannelse og hvordan solsystemet ble til. Mer enn det, disse oppdragene representerer historiske først og fremst for NASA og menneskelig romutforskning.
NASAs Discovery-program, som Lucy og Psyche er en del av, ble opprettet i 1992 for å komplimentere deres større “flaggskip” -programmer. Ved å bringe forskere og ingeniører sammen til designoppdrag, har Discovery-programmets fokus vært å maksimere vitenskapelig forskning ved å lage mange mindre oppdrag som har kortere utviklingsperioder og krever mindre i veien for driftsmessige ressurser.
Lucy-oppdraget skal etter planen starte i oktober 2021, og forventes å ankomme sitt første reisemål (en hovedbelt-asteroide) i 2025. Den vil deretter sette kursen for Jupiters trojanere, en gruppe asteroider som er fanget av Jupiters alvor og dele sin bane. Disse asteroidene antas å være relikvier fra det tidlige solsystemet; og mellom 2027 og 2033 vil Lucy studere seks av dem.
I tillegg til å være det første oppdraget å utforske Jupiters trojanske befolkning, er Lucy også av historisk betydning på grunn av antall asteroider den vil besøke. Gjennom oppdraget vil det undersøke seks trojanere, som er det totale antallet asteroider fra hovedbeltet som er studert til dags dato. Naturen til disse seks asteroidene forventes også å fortelle oss mye om den tidlige historien til solsystemet.
Som Harold F. Levison - den viktigste etterforskeren av Lucy-oppdraget fra Southwest Research Institute (SwRI) i Boulder, Colorado - forklarte under en oppsummering av NASA:
”Et av de overraskende aspektene ved denne befolkningen er mangfoldet. Hvis vi ser på dem gjennom teleskoper på jorden, ser vi at de er veldig forskjellige fra hverandre i sin farge, i deres spektre. Og så tror vi at det forteller oss noe om hvordan solsystemet dannet og utviklet seg ... Dette mangfoldet i disse objektene, tror vi, skyldes det faktum at de faktisk dannet seg i veldig forskjellige regioner i solsystemet, med veldig forskjellige fysiske egenskaper . Og noe skjedde i solsystemets historie der disse objektene startet på veldig forskjellige avstander, men under dannelsen og utviklingen av solsystemet, fikk de flyttet rundt og plassert i disse stabile reservoarene i nærheten av Jupiters bane. "
De seks trojanerne som Lucy er ment å undersøke ble valgt fordi mangfoldet av deres fysiske egenskaper viser at de er fra forskjellige steder i hele solsystemet. Som Levison uttrykte det, "Disse små kroppene er virkelig fossilene fra planetenes dannelse, og det er derfor vi oppkalte Lucy etter den menneskelige stamfaren kjent som Lucy."
I tillegg vil Lucy bygge videre på suksessen til oppdrag som New Horizons og OSIRIS-REx., Som inkluderer bruk av oppdaterte versjoner av instrumenter de brukte for å utforske Pluto, Kuiper Belt og asteroiden Bennu-d.v.s. RALPH- og LORRI-instrumentene og OTES-instrumentet. I tillegg vil flere medlemmer av New Horizons og OSIRIS-REx vitenskapsteamene låne ut kompetansen sin til Lucy-oppdraget.
På samme måte vil Psyche-oppdraget være av enorm vitenskapelig verdi siden den vil besøke den eneste metallsteroiden som er kjent for å eksistere. Denne asteroiden måler omtrent 210 km (130 mi) diameter og antas å være sammensatt av jern og nikkel. I denne forbindelse ligner den på jordas metalliske kjerne, så vel som kjernene til hver jordplane i solsystemet.
Det er av denne grunnen forskere tror det kan være den utsatte kjernen til en planet i Mars-størrelse. I følge denne teorien opplevde 16 Psyche flere store kollisjoner i løpet av den tidlige historien til solsystemet, noe som fikk den til å kaste sin steinete mantel. Robotsonden vil lanseres i 2023 og forventes å ankomme innen 2030 - etter å ha mottatt en jordtyngdekraftsassistent manøver i 2024 og en Mars flyby i 2025.
Ved å måle komposisjonen, magnetfeltet og kartlegge dens overflateegenskaper, håper Lucy vitenskapsteam å lære mer om planetenes dannelse. Som Lindy Elkins-Tanton - den viktigste etterforskeren av Psyche og direktøren for School of Earth and Space Exploration ved Arizona State University - sa under NASAs innkallingsbriefing:
“Mennesket har besøkt steinete verdener og isete verdener og verdener laget av bensin. Men vi har aldri sett en metallverden. Psyche har aldri blitt besøkt eller hatt et bilde som var mer enn et lyspunkt. Og slik forblir dets utseende et mysterium. Dette oppdraget vil være ekte utforskning og oppdagelse. Vi tror at Psyche er metallkjernen i en liten planet som ble ødelagt i den høye energien, den høye hastigheten, den første hundreedel av solsystemets tidsalder. Ved å besøke Psyche kan vi bokstavelig talt besøke en planetarisk kjerne den eneste måten menneskeheten kan ... Psyche lar oss besøke det indre rommet ved å besøke det ytre rom. "
Ikke bare er planetkjerner antatt å være der magnetiske felt har sin opprinnelse (som er nødvendige for livets oppkomst), men de er helt utilgjengelige for oss. Selve kanten av jordas ytre kjerne er omtrent 2890 km (1790 mi) fra planeten vår. Men den dypeste menneskeheten noensinne har gravd har vært på en dybde på 12 km (7,5 mi), som fant sted ved Kola Superdeep Borehole, i Russland.
I tillegg anslås jordens kjerne, temperatur- og trykkforholdene å nå 5700 K (5400 ° C; 9752 ° F) og 330 til 360 gigapascals (over tre millioner ganger normalt lufttrykk). Dette gjør utforske kjernen av planeten vår (eller enhver annen planet i solsystemet, for den saks skyld) fullstendig upraktisk. Derfor er et robotoppdrag til en verden som Pysche en slik mulighet.
Og siden Psyche er den eneste avrundede kroppen av metall som er kjent for å eksistere i solsystemet, er asteroiden like usannsynlig som den er unik. Og siden det aldri har funnet sted noen oppdrag for å utforske overflaten, og det ikke finnes noen bilder som kan fortelle oss hvordan dens overflateegenskaper vil se ut, er Psyche-oppdraget sikkert å kaste alvorlig lys over hvordan en metallverden ser ut.
"Hvordan tror vi det kan se ut?" spurte Tanton. “Har det overflate av svovel-lava på overflaten? Er det dekket med ruvende klipper som ble opprettet når størkningen av metall krympet og utsiden av kroppen brøt ut? Er overflaten en kombinasjon av jernmetall og grønn mineralkrystall slik jernmeteoritter er? Og hvordan ser et påvirkningskrater i metall ut? Kunne kantene eller metallglimene bli frosne i kulden i rommet før de falt tilbake på overflaten. Vi vet ikke. "
Jim Green, NASAs direktør for planetarisk vitenskap, uttrykte begeistring for oppdagelsene 13 og 14 i oppdragene i en fersk pressemelding fra NASA:
Dette er sanne oppdagelsesoppdrag som integreres i NASAs større strategi for å undersøke hvordan solsystemet dannet og utviklet seg. Vi har utforsket jordiske planeter, gassgiganter og en rekke andre kropper som kretser rundt solen. Lucy vil observere primitive rester lenger ut i solsystemet, mens Psyche direkte vil observere det indre av et planetarisk legeme. Disse tilleggsdelene i puslespillet vil hjelpe oss å forstå hvordan solen og dennes familie av planeter dannet, endret seg over tid og ble steder der livet kunne utvikle seg og opprettholdes - og hva fremtiden kan inneholde. "
Lucy og Psyche ble valgt fra fem finalister som ble valgt ut til videreutvikling allerede i september 2015. Disse ble igjen valgt fra 27 oppdragskonsepter som ble sendt tilbake i november 2014. Eksempler på fortid og nåværende Discovery-oppdrag inkluderer Kepler-romsonden, romfartøyet Dawn, Mars Pathfinder, og InSight-landeren (som etter planen skal lanseres i 2018).
