20 декабря 2021 года, Tony Greicius, nasa.gov
Изображение: NASA/JPL-Caltech/ASU
Намеченный к запуску в августе 2022 года и прибытию в пояс астероидов в 2026 году, космический зонд NASA «Psyche» будет вращаться на орбите вокруг мира, который мы видим как еле различимую с Земли точку и никогда не посещали.
Цель миссии NASA «Psyche» – одноименный богатый металлами астероид, неизведанный мир в главном поясе между Марсом и Юпитером. С земных и космических телескопов астероид выглядит как нечеткое пятно. Что ученые действительно знают из данных радара, так это то, что он имеет форму картофелины и вращается на боку.
Анализируя свет, отраженный от астероида, ученые выдвинули гипотезу о том, что астероид Психея необычайно богат металлом. Одно из возможных объяснений состоит в том, что он образовался в ранней Солнечной системе либо как ядро планетезималя – части планеты, либо как первичный материал, который никогда не плавился. Эта миссия направлена на выяснение этого, и в ее процессе ученые рассчитывают ответить на фундаментальные вопросы о формировании нашей Солнечной системы. «Если он окажется частью металлического ядра, он станет частью самого первого поколения ранних ядер в нашей Солнечной системе, – сказала Линди Элкинс-Тантон из Университета штата Аризона, которая в качестве главного исследователя возглавляет миссию «Psyche». – Но мы действительно не знаем, и мы ничего не узнаем наверняка, пока не доберемся туда. Мы хотим задать основные вопросы о материале, из которого построены планеты. У нас много вопросов и мало ответов. Это настоящее исследование».
Изображение: NASA/JPL-Caltech
Элкинс-Тантон возглавила группу, предложившую «Psyche» в качестве миссии NASA Discovery; она была выбрана в 2017 году. По ее словам, огромной проблемой стал выбор научных инструментов миссии: как убедиться, что вы получите нужные данные, если вы не уверены в том, что конкретно вы будете измерять?
Например, чтобы определить, из чего именно состоит астероид и является ли он частью ядра планетезимали, ученым потребуются инструменты, которые могли бы учесть целый ряд возможностей: никель, железо, различные виды горных пород или смешанные породы и металл. Они выбрали комплект полезной нагрузки, который включает в себя магнитометр для измерения любого магнитного поля; тепловизоры для фотографирования и картирования поверхности; спектрометры, чтобы путем измерения испускаемых с нее гамма-лучей и нейтронов определить, из чего состоит поверхность. Ученые продолжают выдвигать гипотезы составе Психеи, но «никто не смог придумать Психею, с которой мы не смогли бы справиться с помощью имеющихся у нас научных инструментов», – сказала Элкинс-Тантон.
Изображение: NASA/JPL-Caltech/ASU
Как путешествовать по неизведанному миру
Но прежде чем ученые смогут запустить эти инструменты, им нужно будет добраться до астероида и выйти на орбиту вокруг него. После запуска из Космического центра Кеннеди NASA в августе 2022 года, «Psyche» пролетит мимо Марса девять месяцев спустя, используя гравитационный маневр у планеты, чтобы затем направиться к астероиду. Это траектория длиной около 1,5 миллиарда миль (2,4 миллиарда километров).
Космический корабль начнет свое окончательное сближение с астероидом в конце 2025 года. По мере приближения зонда к своей цели команда миссии включит камеры, и изображение астероида Психея превратится из нечеткого пятна, которое мы знаем сейчас, в изображение высокой четкости, впервые раскрывающее черты поверхности этого странного мира. Снимки также помогут инженерам сориентироваться в процессе подготовки к выходу на орбиту в январе 2026 года. Начальная орбита космического корабля рассчитана на большую безопасную высоту – около 435 миль (700 километров) над поверхностью астероида.
Во время полета на первой орбите команда разработчиков миссии «Psyche» будет сфокусирована на лазерном измерении гравитационного поля астероида, силы, которая будет удерживать космический корабль на орбите. Зная параметры гравитационного поля, команда сможет безопасно перемещать зонд все ближе и ближе к поверхности, поскольку научная миссия должна быть выполнена чуть менее чем за два года. Психея кажется бугристой, более широкой в поперечнике (173 мили или 280 километров в самом широком месте), с неравномерным распределением массы. Некоторые части могут быть менее плотными, как губка, а некоторые могут быть более плотно упакованными и более массивными. Части Психеи с большей массой будут иметь более высокую гравитацию, оказывая более сильное притяжение на космический корабль.
Explore the 3D world of Asteroids, Comets and NEOs. Learn about past and future missions, tracking and predicting orbits, and close approaches to Earth.
У ученых пока нет изображений астероида Психея; эта интерактивная версия основана на моделировании. Посмотрите полное интерактивное изображение и летайте вместе с астероидом в режиме реального времени с помощью Глаз NASA.
Чтобы разгадать тайну гравитационного поля, команда миссии будет использовать телекоммуникационную систему космического корабля. Измеряя тонкие изменения в радиоволнах X-диапазона, отражающихся от космического корабля на большие антенны Deep Space Network (сеть дальней космической связи) на Земле, инженеры могут точно определить массу астероида, его гравитационное поле, вращение, ориентацию и колебания.
Команда разрабатывала сценарии и изобрела тысячи «возможных Психей» – вариантов, имитирующих изменения плотности и массы астероида, а также ориентацию его оси вращения, чтобы заложить основу для орбитального планирования. Они могут протестировать свои модели в компьютерном моделировании, но нет никакого способа узнать наверняка их правильность, пока космический корабль действительно не прибудет на место.
В течение следующих 20 месяцев космический корабль будет использовать свою слабую электрическую двигательную установку для перехода на все более низкие орбиты. Измерения гравитационного поля будут становиться более точными по мере приближения космического корабля к поверхности, а ее изображения будут иметь более высокое разрешение, что позволит команде лучше понять астероид. В конечном итоге космический корабль выйдет на конечную орбиту на высоте около 53 миль (85 километров) над поверхностью.
Все это делается для того, чтобы разгадать загадки этого уникального астероида: откуда взялась Психея, из чего она сделана и что она говорит нам о формировании нашей Солнечной системы?
«Люди всегда были исследователями, – сказала Элкинс-Тантон. – Мы всегда отправлялись, чтобы узнать, что находится за следующим холмом. Мы всегда хотим идти дальше; мы всегда хотим фантазировать. Это нам присуще. Мы не знаем, что мы найдем, и я ожидаю, что мы будем совершенно удивлены».
Подробности о миссии:
ASU возглавляет миссию «Psyche».
JPL отвечает за общее управление миссией, системную инженерию, интеграцию и тестирование, а также за выполнение миссии. Этап миссии, известный как сборка, испытания и запуск, в настоящее время продолжается в JPL.
«Psyche» – четырнадцатая миссия, выбранная в рамках программы NASA Discovery.
Для получения дополнительной информации о миссии NASA « Psyche » перейдите по ссылкам:
http://www.nasa.gov/psyche и https://psyche.asu.edu/
Источник: How NASA’s Psyche Mission Will Explore an Unexplored World
Публикации о миссии на thealphacentauri.net:
Железная Душа
Psyche — миссия в Железный Мир!