NASA lanceert een ruimtevaartuig om Psyche te bezoeken, een onzichtbare metalen wereld

Meld u aan voor de wetenschapsnieuwsbrief Wonder Theory van CNN. Verken het universum met nieuws over fascinerende ontdekkingen, wetenschappelijke vooruitgang en meer.

CNN
—

NASA heeft zijn eerste missie gelanceerd naar een mysterieuze wereld die grotendeels uit metaal bestaat, op een reis om erachter te komen of een asteroïde de blootgestelde kern is van een vroege planetaire bouwsteen uit het begin van het zonnestelsel.

De Psyche-missie vertrok vrijdag om 10:19 uur ET aan boord van een SpaceX Falcon Heavy-raket vanuit het Kennedy Space Center van NASA in Florida. Psyche zal de eerste zijn van vele aankomende NASA-wetenschappelijke missies die gepland zijn om te lanceren aan boord van een Falcon Heavy-raket.

De missie, vernoemd naar Er zullen 16 psychische asteroïden worden waargenomenHet zal de komende zes jaar ongeveer 2,2 miljard mijl (3,6 miljard kilometer) afleggen om de ruimterots te bereiken, gelegen in het buitenste deel van de belangrijkste asteroïdengordel tussen de banen van Mars en Jupiter, zei David Oh, hoofd operaties van Psyche. In het Jet Propulsion Laboratory van NASA in Pasadena, Californië.

“We lanceren een missie naar een object dat de mensheid nog nooit eerder van dichtbij heeft bestudeerd”, zegt Lindy Elkins-Tanton, hoofdonderzoeker van Psyche, hoogleraar aan de stichting en professor aan de School of Earth and Space Exploration van de Arizona State University. “Dit zal de eerste keer zijn dat we een wereld met een metalen oppervlak bezoeken. Er zijn niet veel volledig onontdekte soorten werelden in ons zonnestelsel die we kunnen zien, en dat is wat hier zo spannend aan is.”

Wetenschappers geloven dat de grote M-type, of metalen, asteroïde de blootgestelde kern zou kunnen zijn van een vroege planetaire bouwsteen, en zou kunnen lijken op de kernen van rotsachtige planeten in ons zonnestelsel, zoals de aarde, Mars, Venus en Mercurius. De kern is mogelijk blootgelegd door gewelddadige botsingen met andere rotsachtige lichamen in het begin van de vorming van het zonnestelsel.

Grond- en ruimtetelescopen hebben Psyche in het verleden geobserveerd, waarbij ze voornamelijk straling detecteerden die weerkaatste op reflecterend metaal op het oppervlak van de asteroïde. Samen hebben deze waarnemingen wetenschappers geholpen een model te ontwikkelen van de vorm van de asteroïde, die ongeveer zo groot is als Massachusetts zonder Cape Cod., De oppervlakte is gelijk aan de grootte van Californië, zei Elkins-Tanton.

Maar zelfs met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop verschijnt Psyche slechts als een paar pixels.

“We weten niet hoe Psyche eruit ziet”, zei Elkins-Tanton. “Ik maak altijd grapjes dat het een aardappelvorm heeft, omdat aardappelen in vele vormen voorkomen, dus ik heb het niet mis. Maar daar komen we wel achter als we er zijn.”

De Psyche-missie, die gepland was om in oktober 2022 te lanceren, heeft te maken gehad met vertragingen.

Vorig jaar was er niet genoeg tijd om de vluchtsoftware van het ruimtevaartuig volledig te onderzoeken om er zeker van te zijn dat deze vóór de deadline gereed was. De lanceringsperiode van elf weken is gesloten. De lanceerperiode van dit jaar werd uitgesteld van 5 oktober naar 12 oktober om ingenieurs voldoende tijd te geven om de temperatuurlimieten van het koude stikstofgas aan te passen. De stuwraketten op het ruimtevaartuigDie zal worden gebruikt om hem in de ruimte te begeleiden.

“Er had een potentieel risico kunnen bestaan ​​dat de stuwraketten oververhit zouden raken, dus het was een serieus probleem waar we mee te maken hadden”, zegt Henry Stone, Psyche-projectmanager bij het Jet Propulsion Laboratory van NASA. “En we zouden er waarschijnlijk meteen achter zijn gekomen als we er niet achter waren gekomen en ons due diligence-onderzoek niet hadden gedaan.”

De Falcon Heavy-raket was de motor voor het begin van de lange kosmische reis van het ruimtevaartuig voordat het zich scheidde. De zijboosters van de Falcon Heavy landden terug op het Cape Canaveral Space Force Station in Florida, wat een sonische knal veroorzaakte die door de lokale bevolking kan worden gehoord en die bij toekomstige missies zal worden gebruikt.

Eenmaal in de ruimte zal het team drie tot vier maanden besteden aan het uitvoeren van eerste controles van het ruimtevaartuig en zijn instrumenten.

Om de rest van de missie te volbrengen, zal het kleine ruimtevaartuig vertrouwen op een nieuw elektrisch zonne-energiesysteem, dat wordt aangedreven door zonne-energie. Hall-effect-driversO, zei hij. De stuwraketten zullen de grote zonnepanelen van het ruimtevaartuig gebruiken en “elektriciteit gebruiken om xenongas te ioniseren en die geladen ionen door een elektrisch veld te versnellen tot zeer, zeer hoge snelheden”, zei Oh.

Het resultaat: een snelheid die vijf keer hoger is dan de snelheid van de brandstof die in een gewone chemische raket wordt gelanceerd.

Het Psyche-ruimtevaartuig zal in mei 2026 op Mars aankomen en de zwaartekracht van de planeet gebruiken om zijn pad naar Psyche effectief te leiden. De missie zal eind juli 2029 bij de asteroïde aankomen en zal 26 maanden in een baan om de asteroïde draaien om het oppervlak in kaart te brengen, beelden te maken en te bepalen of Psyche echt een metalen kern is. Het ruimtevaartuig zal verschillende banen rond de asteroïde gebruiken, variërend van 708 kilometer ver tot slechts 64 kilometer boven het oppervlak.

De beeldsensoren van de Psyche-missie zullen beginnen met het verzenden van gegevens naar de aarde zodra het ruimtevaartuig de asteroïde detecteert.

Ook mee voor de rit is Demonstratie van optische communicatietechnologie in de diepe ruimteODSOC. Dit experiment, dat zal plaatsvinden tijdens de eerste twee jaar van de vlucht naar Psyche, zal NASA’s meest afgelegen lasercommunicatie-experiment met hoge bandbreedte zijn, waarbij de verzending en ontvangst van gegevens van en naar de aarde wordt getest met behulp van een onzichtbare nabij-infraroodlaser.

De laser kan 10 tot 100 keer meer gegevens verzenden dan traditionele radiogolfsystemen die NASA bij andere missies gebruikt. Als de technologiedemonstratie succesvol is, kan DSOC op een dag worden gebruikt om te communiceren met mensen die Mars verkennen.

De instrumenten van het ruimtevaartuig zullen wetenschappers helpen de chemische en mineralogische samenstelling, topografie, massa, zwaartekrachtveld en rotatie van de asteroïde te bepalen. De magnetometer van de missie zal proberen bewijs te detecteren van een magnetisch veld rond Psyche, wat erop zou kunnen wijzen dat het ruimtegesteente aanvankelijk als een planetaire kern is gevormd.

Psyche, die compact is, bestaat grotendeels uit ijzer en nikkel, plus iets anders dat steen, zwavel of koolstof kan zijn, zei Elkins-Tanton.

Als Psyche geen kern is, zou het een zeldzaam object kunnen zijn dat overblijft na de vorming van het zonnestelsel en dat nog nooit is waargenomen.

“Het andere idee is dat Psyche een soort primitief, niet-gesmolten object is dat in wezen is gevormd uit de eerste materialen in het zonnestelsel die onder invloed van de zwaartekracht samenkwamen en sindsdien in deze primitieve staat is bewaard gebleven,” zei Ben Weiss. plaatsvervangend hoofdonderzoeker en magnetometer bij Psyche. Het rijden. Weiss is hoogleraar planetaire wetenschap aan het MIT.

De ziel is waarschijnlijk gevormd in de buurt van de zon en is vervolgens in de loop van de tijd metaalachtig geworden toen zuurstofatomen werden ontdaan van ijzeratomen – een object dat wel is verondersteld maar nooit is gevonden.

Het wetenschappelijke team kijkt ernaar uit om de oppervlaktekenmerken van de asteroïde te zien. Radar geeft de aanwezigheid aan van twee grote kraters op het oppervlak. Maar hoe ziet een mineralenput eruit? Psyche kan kleine metalen punten, torenspitsen en zelfs kleine stukjes bevatten die lijken op een soort mineraal zand in de krater, zei Elkins-Tanton. Het is ook mogelijk dat Psyche vulkaanuitbarstingen heeft meegemaakt, waardoor enorme kliffen en groengele lavastromen zijn ontstaan ​​vanwege het zwavelgehalte.

“Dit is ons wetenschappelijk gemotiveerde idee, en het is vrijwel zeker volkomen verkeerd”, zei Elkins-Tanton. “Het zal ons verrassen als we daar aankomen. Ik denk dat de kans heel groot is dat het onze stoutste verbeelding te boven gaat, en dat is mijn grootste hoop.”