Het is een nieuw jaar, met nieuwe uitdagingen en nieuwe kansen! En NASA, die op zoek is naar een kick-off, heeft de twee nieuwe missies aangekondigd die het komende decennium zullen worden gelanceerd. Deze robotmissies, genaamd Lucy en Psyche, zijn bedoeld om ons te helpen de geschiedenis van het vroege zonnestelsel te begrijpen en zullen respectievelijk vanaf 2021 en 2023 worden ingezet.
Terwijl het Lucy's missie is om een van Jupiter's Trojaanse asteroïden te verkennen, zal Psyche een metalen asteroïde verkennen die bekend staat als 16 Psyche. En tussen de twee hopen we dat ze een aantal blijvende vragen zullen beantwoorden over planetaire vorming en hoe het zonnestelsel is ontstaan. Meer dan dat, deze missie vertegenwoordigt historische primeurs voor NASA en verkenning van de menselijke ruimte.
Het Discovery Program van NASA, waar Lucy en Psyche deel van uitmaken, werd in 1992 opgericht als aanvulling op hun grotere "vlaggenschip" -programma's. Door wetenschappers en ingenieurs samen te brengen om missies te ontwerpen, was het Discovery-programma gericht op het maximaliseren van wetenschappelijk onderzoek door het creëren van veel kleinere missies met kortere ontwikkelingsperioden en die minder operationele middelen vergen.
De missie van Lucy staat gepland voor oktober 2021 en zal naar verwachting in 2025 op zijn eerste bestemming (een asteroïde van de Main Belt) aankomen. Daarna zal hij koers zetten naar Jupiter's Trojans, een groep asteroïden die gevangen zitten door de zwaartekracht van Jupiter en deel zijn baan. Men denkt dat deze asteroïden overblijfselen zijn van het vroege zonnestelsel; en tussen 2027 en 2033 zal Lucy er zes bestuderen.
Lucy is niet alleen de eerste missie om de Trojaanse bevolking van Jupiter te verkennen, maar is ook van historisch belang vanwege het aantal asteroïden dat het zal bezoeken. In de loop van zijn missie zal het zes Trojaanse paarden onderzoeken, het totale aantal asteroïden van de hoofdgordel dat tot nu toe is bestudeerd. De aard van deze zes asteroïden zal ons ook veel vertellen over de vroege geschiedenis van het zonnestelsel.
Zoals Harold F. Levison - de hoofdonderzoeker van de Lucy-missie van het Southwest Research Institute (SwRI) in Boulder, Colorado - uitlegde tijdens een NASA call-in briefing:
“Een van de verrassende aspecten van deze populatie is hun diversiteit. Als we ze met telescopen op aarde bekijken, zien we dat ze heel verschillend zijn van elkaar in hun kleur, in hun spectra. En dus denken we dat dit ons iets vertelt over hoe het zonnestelsel is gevormd en geëvolueerd ... Deze diversiteit in deze objecten, denken we, is te wijten aan het feit dat ze zich in heel verschillende delen van het zonnestelsel hebben gevormd, met heel verschillende fysieke kenmerken . En er gebeurde iets in de geschiedenis van het zonnestelsel waar deze objecten op zeer verschillende afstanden begonnen, maar tijdens de vorming en evolutie van het zonnestelsel werden ze verplaatst en in deze stabiele reservoirs in de buurt van de baan van Jupiter geplaatst. '
De zes Trojans die Lucy beoogt te onderzoeken, zijn geselecteerd omdat de diversiteit van hun fysieke kenmerken aantoont dat ze afkomstig zijn van verschillende locaties in het zonnestelsel. Zoals Levison het uitdrukte: "Deze kleine lichamen zijn echt de fossielen van planeetvorming, en daarom hebben we Lucy vernoemd naar de menselijke voorouder die bekend staat als Lucy."
Daarnaast zal Lucy voortbouwen op het succes van missies zoals New Horizons en OSIRIS-REx., Waaronder het gebruik van bijgewerkte versies van instrumenten die ze gebruikten om Pluto, de Kuipergordel en de asteroïde Bennu -i.e. te verkennen. de RALPH- en LORRI-instrumenten en het OTES-instrument. Daarnaast zullen verschillende leden van de wetenschapsteams New Horizons en OSIRIS-REx hun expertise lenen aan de Lucy-missie.
Evenzo zal de Psyche-missie een enorme wetenschappelijke waarde hebben, omdat ze de enige bekende metalen asteroïde zal bezoeken die bestaat. Deze asteroïde meet ongeveer 210 km (130 mijl) in diameter en wordt verondersteld volledig uit ijzer en nikkel te bestaan. In dit opzicht is het vergelijkbaar met de metalen kern van de aarde, evenals de kernen van elke terrestrische planeet in het zonnestelsel.
Het is om deze reden waarom wetenschappers denken dat het de blootgestelde kern is van een planeet van Mars-formaat. Volgens deze theorie ervoer 16 Psyche tijdens de vroege geschiedenis van het zonnestelsel verschillende grote botsingen, waardoor het zijn rotsachtige mantel verloor. De robotsonde wordt in 2023 gelanceerd en zal naar verwachting in 2030 arriveren - na ontvangst van een zwaartekrachthulpmanoeuvre in 2024 en een flyby van Mars in 2025.
Door de samenstelling, het magnetische veld te meten en de oppervlaktekenmerken in kaart te brengen, hoopt het wetenschappelijke team van Lucy meer te leren over de geschiedenis van planetaire vorming. Zoals Lindy Elkins-Tanton - de hoofdonderzoeker van Psyche en de directeur van de School of Earth and Space Exploration aan de Arizona State University - zei tijdens de NASA call-in briefing:
'De mensheid heeft rotsachtige werelden en ijzige werelden en werelden van gas bezocht. Maar we hebben nog nooit een metalen wereld gezien. Psyche is nooit bezocht of heeft een foto gemaakt die meer was dan een lichtpunt. En dus blijft het uiterlijk een mysterie. Deze missie zal echte verkenning en ontdekking zijn. We denken dat Psyche de metalen kern is van een kleine planeet die werd vernietigd in de hoge energie, hoge snelheid, de eerste honderdste van de eeuw van ons zonnestelsel. Door Psyche te bezoeken, kunnen we letterlijk een planetaire kern bezoeken, de enige manier waarop de mensheid kan ... Psyche laten we de innerlijke ruimte bezoeken door de ruimte te bezoeken. "
Er wordt niet alleen gedacht dat planetaire kernen de plaats zijn waar magnetische velden ontstaan (die nodig zijn voor het ontstaan van leven), maar ze zijn volkomen ontoegankelijk voor ons. De uiterste rand van de buitenste kern van de aarde is ongeveer 2890 km (1790 mijl) van het oppervlak van onze planeet. Maar de diepste mensheid die ooit is gegraven, is tot een diepte van 12 km (7,5 mijl) geweest, die plaatsvond in het Kola Superdeep Borehole, in Rusland.
Bovendien worden de temperatuur- en drukomstandigheden in de kern van de aarde geschat op 5700 K (5400 ° C; 9752 ° F) en 330 tot 360 gigapascal (meer dan drie miljoen keer de normale luchtdruk). Dit maakt het verkennen van de kern van onze planeet (of welke andere planeet in het zonnestelsel dan ook) volstrekt onpraktisch. Daarom is een robotmissie naar een wereld als Pysche zo'n kans.
En aangezien Psyche het enige ronde metalen lichaam is waarvan bekend is dat het in het zonnestelsel bestaat, is de asteroïde even onwaarschijnlijk als uniek. En aangezien er nooit missies hebben plaatsgevonden om het oppervlak te verkennen en er geen foto's zijn die ons kunnen vertellen hoe de oppervlaktekenmerken eruit zouden zien, zal de Psyche-missie zeker serieus licht werpen op hoe een metalen wereld eruit ziet.
'Hoe zouden we denken dat het eruit zou kunnen zien?' vroeg Tanton. “Heeft het oppervlak zwavel-lavastromen op het oppervlak? Is het bedekt met torenhoge kliffen die zijn ontstaan toen het stollende metaal kromp en de buitenkant van het lichaam in gebreke bleef? Is het oppervlak een combinatie van ijzermetaal en groen mineraalkristal zoals ijzermeteorieten? En hoe ziet een inslagkrater in metaal eruit? Kunnen de randen of de metalen flitsen bevroren worden in de koude ruimte voordat ze terugvallen op het oppervlak. We weten het niet. "
Jim Green, NASA's Planetary Science Director, uitte zijn enthousiasme voor de Discovery 13- en 14-missies in een recent NASA-persbericht:
'Dit zijn echte ontdekkingsmissies die integreren in NASA's grotere strategie om te onderzoeken hoe het zonnestelsel is gevormd en geëvolueerd. We hebben terrestrische planeten, gasreuzen en een reeks andere lichamen rond de zon verkend. Lucy zal primitieve restanten van verder in het zonnestelsel observeren, terwijl Psyche het interieur van een planetair lichaam direct zal observeren. Deze extra stukjes van de puzzel zullen ons helpen te begrijpen hoe de zon en zijn planetenfamilie zich vormden, veranderden in de loop van de tijd en plaatsen werden waar het leven zich kon ontwikkelen en in stand kon worden gehouden - en wat de toekomst zou kunnen brengen. ”
Lucy en Psyche werden gekozen uit vijf finalisten die werden geselecteerd voor verdere ontwikkeling in september 2015. Deze werden op hun beurt gekozen uit 27 missieconcepten die in november 2014 waren ingediend. Voorbeelden van eerdere en huidige ontdekkingsmissies zijn de Kepler-ruimtesonde, het Dawn-ruimtevaartuig, de Mars Pathfinder en de InSight-lander (die naar verwachting in 2018 wordt gelanceerd).
