Oppdraget NASAs Psyche gjennomgår for tiden en av sine mest delikate manøvrerEn svært nær forbiflyvning av Mars vil gjøre det mulig for den å justere banen sin mot en enestående metallisk asteroide i hovedbeltet. Denne passeringen av den røde planeten er nøkkelen til at sonden skal øke farten samtidig som den bruker minimalt med drivstoff og ankomme sitt vitenskapelige reisemål i optimal stand.
Selv om det er et oppdrag ledet fra USA, det europeiske vitenskapelige samfunnet, inkludert det spanske, følger nøye med på hver eneste bevegelse av Psyche. Asteroiden Psyche Forskningen den er rettet mot kan hjelpe oss å forstå hvordan steinplaneter, inkludert Jorden, ble dannet, og hvorfor vår planet endte opp med å være egnet for liv.
En nær forbiflyvning av Mars
I løpet av denne uken vil romfartøyet utføre et trinn beregnet ned til millimeteren, svever over Mars i en høyde på under 4.500 kilometeren distanse som kan sammenlignes med å krysse USA fra kyst til kyst. Under denne innflygingen vil Psyche bevege seg med omtrent 19 848 km/t, og utnytte planetens gravitasjonskraft til å omdirigere og akselerere banen uten behov for omfattende fremdriftsmanøvrer.
Denne typen manøvrer, kjent som gravitasjonsassistanseDe er en vanlig ressurs i interplanetarisk utforskning. I stedet for å stole utelukkende på romfartøyets motorer, brukes planetens tyngdekraft som en «slynge» for å øke farten, noe som er spesielt nyttig i langdistanseoppdrag som dette, som må bevege seg inn i regionen mellom Mars og Jupiter.
Under forbiflyvningen vil sonden reise med alt sitt vitenskapelige utstyr i drift. Instrumenter, kameraer og sensorer vil være aktive når Psyche passerer forbi den røde planeten, og gjør navigasjonsmanøveren om til en planetarisk observasjonskampanje i sanntid.
Parallelt, NASAs rovere på Mars-overflaten og flere amerikanske og europeiske romfartøyer De vil fortsette å overvåke planeten. Tanken er å kunne sammenligne dataene som er tatt fra romfartøyet underveis med målingene som er samlet inn av oppdrag som allerede opererer rundt og på Mars, noe som er svært verdifullt for å forbedre modeller av atmosfæren og overflaten.
Psyches kameraer sender allerede tilbake bilder av Mars fra forskjellige vinkler, først viser planeten som en tynn halvmåne og deretter som en nesten komplett skive når sonden beveger seg bort. Disse bildene vil muliggjøre presise justeringer av instrumentinnstillingene, men vil også gi en samling spektakulære utsikter over den røde planeten.
En generalprøve for møtet med den metalliske asteroiden
NASA benytter seg av denne turen til Mars som en sann simulering av det fremtidige møtet med asteroiden PsycheOverflyvningen muliggjør testprosedyrer, verifisering av navigasjonssystemers oppførsel og finjustering av instrumenters respons på reelle forhold i verdensrommet.
Som oppdragets vitenskapsteam har påpekt, tjener denne typen manøvrer til å trene selve skipet og teamet på jorden Når vi ser frem mot 2029, når Psyche endelig når målet sitt, vil en feil nå være mye enklere å rette opp enn når romfartøyet er i nærheten av et lite, metallisk legeme med et komplekst gravitasjonsmiljø.
Jim Bell, leder for bildebehandlingsteamet ved Arizona State University, har understreket at fotografiene av Mars oppfyller kriteriene. en dobbel funksjon, teknisk og visuellPå den ene siden tillater de bekreftelse av at kameraer og sensorer fungerer som forventet; på den andre siden tilbyr de en serie rompostkort som bidrar til å kommunisere omfanget av oppdraget til offentligheten.
Denne fasen er også viktig for testing av fremdriftssystemet. Psyche bruker solelektrisk fremdrift med xenongassIonedrift er en teknologi som i økende grad brukes i langvarige oppdrag. Selv om den ikke gir høy umiddelbar akselerasjon, lar den romfartøyet drives jevnt over lengre perioder med svært lavt drivstofforbruk.
Ytelsen til denne typen systemer følges med interesse i Europa, fordi Den europeiske romfartsorganisasjonen er også forpliktet til elektriske fremdriftsteknologier i flere av oppdragene sine. Resultatene fra Psyche vil bidra til å forbedre utformingen av fremtidige sonder, både nordamerikanske og europeiske.
Hva er så spesielt med asteroiden Psyche?
Romfartøyets endelige destinasjon er et objekt som er svært forskjellig fra de fleste kjente asteroider. Psyche er en metallrik asteroideDen har en uregelmessig form som ligner på en potet og måler omtrent 278 kilometer lang og 232 kilometer bred. I motsetning til vanlige steinblokker eller isblokker i beltet, er denne kroppen kjent for sin høye andel av jern og nikkel.
Nåværende modeller indikerer at bare en liten brøkdel av millionene asteroider i hovedbeltet De er spesielt rike på metaller. Derfor åpner det å kunne studere et av disse objektene på nært hold et unikt innblikk i et svært tidlig stadium av planetdannelsen i solsystemet.
Forskernes hovedhypotese er at Psyke kan være den bare kjernen av en protoplanetDet vil si en verden under formasjon som mistet sine ytre lag etter voldsomme kollisjoner for milliarder av år siden. Hvis dette bekreftes, ville vi se på et slags «planetarisk hjerte» eksponert mot verdensrommet, noe som ikke sees noe annet sted tilgjengelig.
Å forstå naturen til denne metalliske kjernen, dens tetthet, dens sammensetning og dens gravitasjonsfelt ville gi direkte ledetråder om hva som skjer inne i steinete planeter som JordenVåre egne jern- og nikkelkjerner er skjult under tusenvis av kilometer med stein, så vi kan bare studere dem ved hjelp av indirekte metoder.
For det europeiske og spanske vitenskapelige samfunnet, som er vant til å samarbeide om planetariske geofysiske oppdrag, Psyches data vil bli brukt til å teste teorier om opprinnelsen til planetariske magnetfelt., differensieringen av materialer inne i planeter og den termiske utviklingen av disse kroppene over milliarder av år.
En seks år lang reise til asteroidebeltet
Psyche-sonden ble skutt opp i 2023 og er omtrent halvveis i reisen. Reisen til asteroidebelte Den er indirekte og varer i seks år., og utnytter manøvrer som Mars' gravitasjonsassistanse for å optimalisere drivstofforbruket og orbitalgeometrien.
Asteroiden befinner seg i den ytre delen av hovedbeltet, omtrent tre ganger avstanden mellom jorden og solenÅ nå det området krever ikke bare å reise veldig langt, men også å justere hastigheten og ankomstvinkelen nøyaktig for å komme inn i en stabil bane rundt et relativt lite objekt.
Hvis alt går som planlagt, Psyche vil nå asteroidens nærhet i 2029Fra det øyeblikket av vil romfartøyet starte en serie gradvis lavere baner, og tilpasse banen sin for å kunne oppdage de fysiske og kjemiske egenskapene til metalllegemet i detalj.
Den vitenskapelige fasen rundt asteroiden forventes å vare i minst to år. I løpet av den tiden vil romfartøyet studere dens form, overflatesammensetning, gravitasjonsfelt og mulige rester av gammel geologisk aktivitet.Enhver variasjon i tettheten eller topografien kan gi ledetråder om hvordan den ble dannet og hvilke prosesser den har gjennomgått siden den gang.
Erfaringene fra dette oppdraget vil også være relevante for fremtidige europeiske prosjekter knyttet til planetarisk studier og forsvarSelv om Psyche ikke er et potensielt farlig objekt, hjelper det å lære å manøvrere rundt små objekter med å forberede strategier for asteroider som kan utgjøre en risiko i fremtiden.
Vitenskapelig gjennomslagskraft og internasjonalt samarbeid
Selv om oppdraget ledes av NASA, Internasjonalt vitenskapelig samarbeid er et sentralt element i prosjektetTeam fra universiteter og forskningssentre i Europa, inkludert flere spanske grupper som spesialiserer seg på geofysikk og planetvitenskap, deltar i dataanalysen og tolkningen av de forventede resultatene.
Psyches instrumenter vil tillate å måle asteroidens gravitasjonsfelt med stor presisjonDette vil bidra til å rekonstruere den interne massefordelingen. I tillegg vil multispektrale kameraer og spektrometre analysere overflatesammensetningen, og forsøke å skille mellom områder som er rikere på metall og andre med mulige blandinger av stein eller endret materiale.
Dataene som innhentes vil bli sammenlignet med observasjoner gjort fra bakkebaserte teleskoper og europeiske romfartøyerslik som de som opererer fra jordbane eller deltar i koordinerte asteroidesporingskampanjer. Denne kombinasjonen av nær- og fjernobservasjoner vil muliggjøre validering av teknikker som deretter kan brukes på mange andre objekter i solsystemet.
Videre vil informasjonen fra Psyche bli integrert i globale modeller av dannelsen av det tidlige solsystemet, hvor Europa har en svært aktiv tilstedeværelse gjennom ESA og forskningsprosjekter finansiert av EUDisse modellene er viktige for å forklare hvordan de forskjellige planettypene ble dannet fra en sky av gass og støv, og hvorfor noen endte opp med å bli steinete og andre gasskjemper.
I det spesifikke tilfellet med Jorden, Resultatene fra oppdraget kan sammenlignes med studier av metalliske meteoritter. funnet i Europa og andre steder i verden, regnes disse som fragmenter av kjernene til gamle planetesimaler. Forholdet mellom disse materialene som når jordoverflaten og det Psyche observerer direkte på asteroiden, vil bidra til å koble prøvene vi har med deres opprinnelige kontekst.
Med Mars-forbiflyvningen som den første store milepælen på cruiset, Psyche-oppdraget fremstår som en nøkkelbrikke i å forstå de dypeste og eldste komponentene i steinete planeterDet som i dag er en sonde som flyr over den røde planeten på vei til asteroidebeltet, kan om få år bli en avgjørende datakilde om hvordan jorden og resten av solsystemets indre verdener ble dannet.
