În 2021 și 2023, NASA va lansa două sonde spațiale numite Lucy și Psyche. Lucy va vizita asteroizii troieni, în timp ce Psyche va zbura către un asteroid singuratic din metal pur.
NASA dezvoltă în prezent două sonde spațiale - Lucy și Psyche - a căror misiune este de a ne educa cu privire la modul în care a apărut sistemul solar, vizitând un total de opt asteroizi care orbitează Jupiter în perioada 2025-2033.
Numele sondelor nu au fost alese întâmplător: „Lucy” este numele dat rămășițelor strămoșului nostru îndepărtat vechi de 3,2 milioane de ani și este foarte potrivit, explică șeful proiectului „Lucy” Harold Levison:
„Acești mici asteroizi sunt de fapt rămășițe din formarea planetară, motiv pentru care am numit sonda noastră Lucy după unul dintre strămoșii noștri umani”.
Sonda spațială „Psyche” și-a primit numele în mod diferit - în cinstea acelui asteroid singuratic, format aproape exclusiv din metal, către care va zbura.
Regatul lui Jupiter
Jupiter este cea mai mare planetă din sistemul solar cu o gravitație imensă corespunzătoare dimensiunii sale. Și cu ajutorul acestei puteri, Jupiter controlează asteroizii pentru mulți kilometri în jurul său.
Video promotional:
Pe aceeași orbită ca Jupiter, la doar 60 de grade în fața și 60 de grade după planetă, există mulți asteroizi capturați de Jupiter, care s-au acumulat în așa-numitele puncte Lagrange L4 și L5 (citiți despre punctele Lagrange la sfârșitul articolului).
Au fost numiți „asteroizi troieni” în cinstea războiului troian. Asteroizii din punctul L4 Lagrange poartă numele eroilor greci, iar cei din punctul L5 poartă numele eroilor din Troia. În total, ambele grupuri conțin până la un milion de asteroizi, a căror magnitudine depășește un kilometru pătrat.
Lucy va fi prima sondă spațială din lume care va vizita asteroizii troieni, iar această vizită, speră oamenii de știință, va arunca o lumină asupra formării sistemului solar. Pentru că, deși asteroizii aparțin regatului lui Jupiter, sunt deosebit de diferiți de împrejurimile lor și unul de celălalt. Aceasta înseamnă că cel mai probabil s-au format în diverse locuri ale sistemului solar.
Când sistemul solar era foarte tânăr, planetele nu aveau încă orbita lor modernă, ci doar se mișcau „la întâmplare”. Când au trecut pe lângă planete mari, grele precum Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun, au provocat haos total printre milioanele de asteroizi mari și mici care se aflau și în sistemul solar.
Mulți dintre acești asteroizi au fost în general aruncați din sistemul solar, iar unii dintre ei au fost capturați de puternicul Jupiter și ei sunt cei care sunt acum numiți asteroizi troieni.
Povestea sistemului solar
Harold Levison de la Project Lucy a spus acest lucru: „Una dintre trăsăturile izbitoare ale asteroizilor troieni este că acestea sunt foarte diferite. Când îi privim printr-un telescop de aici pe Pământ, vedem că au culori și spectre foarte diferite. Și, prin urmare, credem că ne vor spune ceva despre modul în care sistemul solar a început și s-a dezvoltat. Credem că diversitatea se datorează faptului că asteroizii s-au format în diferite locuri ale sistemului solar cu caracteristici fizice diferite. Dar pe parcursul evoluției sistemului, ei au călătorit peste tot până când și-au finalizat călătoria pe orbita în jurul lui Jupiter.
Călătorie lungă „Lucy”
Credeți sau nu, sonda spațială Lucy va vizita și eroii greci la L4, apoi eroii troieni la L5. Aceasta este o mare realizare, deoarece L4 și L5 sunt situate la o distanță de un miliard de kilometri unul de celălalt, fiecare grup pe partea lui Jupiter, ca să spunem așa.
Sonda spațială va fi lansată în 2021 și în drum spre L4 în aprilie 2025, va zbura pe lângă un mic asteroid, de doar patru kilometri, cu numele apt 52246 Donaldjuhansson, care a fost supranumit după arheologul care a găsit rămășițele hominidului Lucy în Etiopia în 1974. Se pare că traiectoria zborului a coincis brusc foarte bine cu numele sondei - dar atunci am o întrebare, aceeași echipă care este angajată în Proiectul Lucy a dat numele micului asteroid?
O problemă este că „Lucy” va zbura cu asteroizii la o viteză de peste 20.000 km pe oră. Prin urmare, va exista doar foarte puțin timp pentru a inspecta fiecare asteroid individual.
Motivul este că nu există nicio modalitate de a-i oferi lui Lucy atât de mult combustibil pe cât ar trebui sonda să încetinească și să zboare încet. Sonda spațială cântărește 1.435 kg, iar cea mai mare parte a acestei greutăți este alcătuită din instrumente, emițătoare radio și panouri solare.
În 2027, Lucy va ajunge la L4, unde va orbita patru asteroizi foarte diferiți anul viitor. Sonda spațială va părăsi apoi L4 și va continua pe o curbă puternică prin sistemul solar din punctul L4 până în punctul L5. Nu este deloc ciudat faptul că această călătorie va dura aproximativ cinci ani, iar în martie 2033, sonda va avea aproape doi asteroizi de 100 de kilometri pătrați, orbitând una pe cealaltă.
Astfel de asteroizi binari se găsesc rareori în sistemul solar interior, de regulă, sunt localizați în centura Kuiper, dincolo de orbita Neptunului - așa că aici Lucy ar putea avea ocazia să privească asteroizii pe care altfel am fi foarte departe obține.
Psyche - un asteroid din metal
Călătoria către asteroidul Psyche are un scop diferit. Acest corp cosmic cu o dimensiune bună de 250 de kilometri pătrați este situat în centura de asteroizi dintre Marte și Jupiter, se rotește într-o orbită ușor alungită la o distanță de 2,5 până la 3,3 unități astronomice (AU) de Soare, pe care asteroidul o orbitează în cinci ani …
Sună uimitor, dar Psyche este singurul asteroid cunoscut care se presupune că este realizat din metal pur. Există o versiune conform căreia Psyche și-a început existența ca nucleu al unei planete mici, care avea cel puțin 500 km în diametru și posibil aproape la fel de mare ca Marte.
Când sistemul solar era încă destul de „copil”, au existat multe coliziuni între planete și asteroizi și există o teorie conform căreia planeta, din care făcea parte Psyche, după ce una sau mai multe coliziuni majore și-au pierdut cochilia stâncoasă, astfel încât a rămas doar miezul.
Singura problemă cu această teorie de altfel remarcabilă este că rămășițele cochiliei ar fi trebuit să fie păstrate aproape în aceeași orbită cu Psyche în sine, asemănătoare cu asteroizii de rocă obișnuiți. Dar nu s-a găsit nimic de acest fel.
Apă de suprafață și miez metalic topit
În orice caz, Psyche pentru noi este o ocazie unică de a vedea cum arată miezul metalic al planetei. Știm că Pământul are un miez de metal lichid care creează un câmp magnetic, dar nu există nicio modalitate de a coborî la el. Dar putem trimite o sondă spațială într-o călătorie de 300 de milioane de kilometri.
Sonda spațială Psyche va fi lansată în 2023 și își va atinge ținta în cinci ani. Sonda va fi ghidată de o unitate ionică, care îi va permite să intre în orbită în jurul asteroidului Psyche și să o studieze în perioada 2028-2030.
Va fi o experiență excepțională, deoarece nu am mai văzut niciodată o planetă din metal pur. Cum arată un crater de impact? Picăturile de metal topit, împrăștiate la impact, vor avea timp să se solidifice din nou înainte să cadă înapoi?
A fost surprinzător să găsim urme de apă la suprafață, dar acest lucru se poate datora coliziunilor cu asteroizi mici care conțin gheață.
Dar cea mai importantă întrebare, desigur, este legată de magnetism. Astăzi, se presupune că câmpul magnetic se naște din rotația miezurilor metalice în interiorul planetelor suficient de mari pentru a avea cel puțin o parte din metalul miez topit.
Psihicul cu un grad ridicat de probabilitate a rămas de pe o planetă destul de mică, care era puțin probabil să aibă dimensiuni suficiente pentru un miez lichid. Prin urmare, este foarte interesant să aflăm dacă mai are urme de câmp magnetic din zilele în care era încă centrul planetei sau, după cum a spus expertul în acest domeniu Lindy Elkins-Tanton: „Se va dovedi Psyche un mic magnet de frigider? în mijlocul spațiului?"
Puncte Lagrange
La fel ca toate planetele din sistemul solar, Jupiter are cinci așa-numite puncte Lagrange. Acestea sunt locurile în care corpul mic va urma planeta în așa fel încât de pe planetă va apărea nemișcat.
Acei asteroizi pe care îi va vizita Lucy se află în punctele L4 și L5, cu 60 de grade înainte și 60 de grade după Jupiter, dar pe aceeași orbită ca planeta însăși.
Mișcându-se cu aceeași viteză ca planeta
O concepție greșită obișnuită este că forțele care afectează un corp mic se echilibrează reciproc în punctele Lagrange.
Nu este adevarat. În fiecare dintre cele cinci puncte, un corp mic este supus forței gravitaționale atât din partea planetei (aici - Jupiter), cât și din partea Soarelui.
Aceste cinci puncte diferă prin faptul că suma acestor forțe din ele este exact astfel încât un corp mic începe să se întoarcă în jurul Soarelui cu aceeași viteză ca planeta și, prin urmare, îl urmează.
Acest lucru, însă, funcționează numai atunci când corpul este atât de mic încât propria sa forță gravitațională poate fi neglijată - și această condiție este îndeplinită perfect de asteroizi.
Puncte stabile L4 și L5
L1, L2 și L3 sunt puncte instabile, un corp mic poate sări de pe ele destul de repede. Cu toate acestea, este foarte posibil să vă întoarceți din nou la ei dacă utilizați puțin combustibil.
L4 și L5 sunt stabile, ceea ce înseamnă că, dacă un corp mic nu lovește cu exactitate unul dintre cele două puncte, atunci poate orbita în jurul punctului.
De aceea, L4 și L5 în sistemul Sun-Jupiter sunt atât de mari încât pot găzdui peste un milion de asteroizi. Asteroizii nu sunt localizați în punctele în sine, ci pe orbite în jurul lor.
