Lecimy zbadać złotą planetoidę. Oto siedem najważniejszych faktów o misji Psyche NASA

Psyche będzie pierwszą misją w historii ludzkości, która zbliży się do planetoidy złożonej głównie z metalu. Jest to misja NASA. Większość planetoid składa się z kamienia, lodu lub mieszanki obu tych materiałów, ale Psyche jest wyjątkiem. Szacuje się, że metal stanowi od 30 proc. do 60 proc. jej objętości, a głównymi składnikami są żelazo i nikiel. Według obserwacji z Ziemi, jej jądro jest odsłonięte i zawiera duże ilości żelaza, niklu, a także złota i platyny. Te szlachetne metale są bardzo poszukiwane i cenne na Ziemi, dlatego planetoida Psyche budzi zainteresowanie nie tylko naukowców, ale też potencjalnych górników kosmicznych.

Nie wiadomo dokładnie, ile złota i platyny znajduje się na planetoidzie Psyche, ponieważ nie ma jeszcze bezpośrednich pomiarów jej składu. Jednak na podstawie analizy światła odbitego od jej powierzchni i porównania z meteorytami żelaznymi znalezionymi na Ziemi, można oszacować, że zawiera ona około 1 x 10^18 kg złota i około 1 x 10^17 kg platyny. To oznacza, że na każdy kilogram masy planetoidy przypada około 0,04 grama złota i około 0,004 grama platyny.

Więcej o niezwykłych misjach kosmicznych przeczytasz na Spider`s Web:

Jeśli przyjąć, że cena złota wynosi około 60 tys. dol. za kilogram, a cena platyny około 30 tys. dol. za kilogram, to wartość tych metali na planetoidzie Psyche wynosiłaby około 60 kwadrylionów dolarów dla złota i około 3 kwadryliony dolarów (3 x 10^15 dol.) dla platyny. To więcej niż cały światowy PKB w historii ludzkości. Oczywiście nie ma obecnie technologii ani sensu ekonomicznego, aby wydobywać i transportować takie ilości metalu z kosmosu na Ziemię, ale może się to zmienić w przyszłości, gdy ludzkość będzie poszukiwać nowych zasobów i miejsc do zamieszkania poza naszą planetą.

Planetoida Psyche ma swoją nazwę od greckiej bogini duszy, która była śmiertelna i poślubiła Erosa (rzymskiego Kupidyna), boga miłości. Nazwę tę nadał jej włoski astronom Annibale de Gasparis, który odkrył planetoidę 17 marca 1852 r.

Nazwa ta jest bardzo trafna, ponieważ planetoida Psyche jest niezwykle ciekawa i tajemnicza. Niektórzy naukowcy uważają, że jest ona metalicznym jądrem dawnej protoplanety, która została rozbita przez zderzenia z innymi ciałami niebieskimi. Misja NASA Psyche ma na celu rozwikłać zagadkę pochodzenia i ewolucji tej planetoidy, która może nam wiele powiedzieć o historii i budowie naszego układu słonecznego.

Na pokładzie sondy kosmicznej Psyche znajduje się pionierski system komunikacji: Deep Space Optical Communications (DSOC). Jest to system komunikacji za pomocą światła laserowego, który ma przesyłać dane z dużą prędkością i wydajnością energetyczną. DSOC ma być testowany podczas lotu do Psyche i na jej orbicie, a jego sukces może otworzyć drogę do nowej generacji komunikacji międzyplanetarnej.

Deep Space Optical Communications (DSOC) to eksperyment NASA, który ma na celu pokazanie możliwości komunikacji laserowej w głębokiej przestrzeni kosmicznej. DSOC to system składający się z nadajnika laserowego na pokładzie sondy Psyche, nadajnika laserowego i odbiornika laserowego na Ziemi. W każdym z tych elementów zastosowano nowe zaawansowane technologie. DSOC ma wiele zalet w porównaniu z tradycyjną komunikacją radiową, która zbliża się do swojej granicy przepustowości. Komunikacja laserowa pozwala na przesyłanie większej ilości danych w krótszym czasie i z większą dokładnością. Może to być przydatne dla przyszłych misji kosmicznych, które będą generować ogromne ilości danych naukowych, w tym zdjęć i filmów w wysokiej rozdzielczości.

DSOC rozpocznie swoją działalność zaraz po starcie sondy Psyche i będzie kontynuować ją podczas podróży sondy od Ziemi do Marsa, gdzie wykona ona manewr asysty grawitacyjnej. DSOC będzie mierzyć pole grawitacyjne planetoidy, przesyłać dane o jej składzie i strukturze, a także robić zdjęcia jej powierzchni za pomocą kamery wielospektralnej. DSOC będzie również testować zdolność do nawiązania i utrzymania łączności laserowej na coraz większe odległości od Ziemi. Eksperyment DSOC ma potrwać dwa lata od startu sondy Psyche, z możliwością przedłużenia misji.

Misja Psyche NASA ma wystartować nie wcześniej niż 12 października 2023 r. z Centrum Kosmicznego im. Johna F. Kennedy’ego na Florydzie, na pokładzie rakiety Falcon Heavy firmy SpaceX. Sonda będzie podróżować przez głęboką przestrzeń kosmiczną, korzystając z napędu elektrycznego opartego na energii słonecznej, zamiast tradycyjnego silnika chemicznego.

Misja Psyche ma dotrzeć do celu w sierpniu 2029 r., po prawie sześciu latach lotu. Po drodze sonda wykona manewr asysty grawitacyjnej przy Marsie w maju 2026 r., aby zmienić kierunek i prędkość lotu. Odległość między Ziemią a planetoidą Psyche zmienia się w zależności od ich pozycji na orbitach wokół Słońca, ale szacuje się, że wynosi ona średnio około 500 mln km. Jednak sonda kosmiczna będzie musiała pokonać ponad 3 mld km, by dotrzeć do celu. Po dotarciu na miejsce sonda będzie krążyć po orbicie przez co najmniej 26 miesięcy. Psyche ostatecznie zbliży się na odległość 75 km od powierzchni planetoidy.

Psyche może być pozostałością po jednej z protoplanet, czyli pierwszych budulcach planet w naszym układzie słonecznym. Protoplanety były poddawane ogromnym siłom grawitacyjnym i termicznym, które powodowały ich stopienie i różnicowanie na warstwy: jądro, płaszcz i skorupę. Następnie protoplanety ulegały wielokrotnym zderzeniom i łączeniom, tworząc ostatecznie planety, takie jak Ziemia. Badając Psyche, naukowcy mają nadzieję dowiedzieć się więcej o procesach, które kształtowały jądra planetarnych, w tym naszej własnej planety.

Sonda Psyche będzie wykorzystywać fale radiowe do pomiaru grawitacji planetoidy. W połączeniu z mapami jej powierzchni, czyli topografii, pozwoli to na wnioskowanie o jej strukturze wewnętrznej. Ponadto sonda będzie wyposażona w magnetometr, który zmierzy pole magnetyczne planetoidy. Pole to może być śladem po dawnej aktywności geologicznej lub termicznej jądra protoplanety.

Psyche będzie również badać skład chemiczny planetoidy za pomocą spektrometru gamma i neutronowego. Urządzenie to będzie wykrywać promieniowanie gamma i neutrony emitowane przez planetoidę pod wpływem kosmicznego promieniowania. Na podstawie tego będzie można określić poziom żelaza, niklu, krzemu i tlenu w planetoidzie, a także odkryć inne pierwiastki. Analiza składu chemicznego pomoże zrozumieć historię formowania i ewolucji planetoidy.

Planetoida Psyche ma nieregularny kształt, przypominający spłaszczoną elipsoidę. Jeśli przeciąć ją poziomo na pół na równiku, to jej największa szerokość wynosi około 280 km, a długość około 232 km. Jej powierzchnia wynosi około 165 800 km2. Planetoida ta jest jedną z największych i najcięższych planetoid typu M (metalowego) w pasie planetoid między Marsem a Jowiszem.

Planetoida Psyche ma różnorodną barwę i skład na swojej powierzchni. Zdjęcia wykonane z Ziemi pokazują, że planetoida ta odbija światło w różnych zakresach widma, co świadczy o obecności różnych minerałów i związków chemicznych.

Sonda Psyche jest wyposażona w napęd elektryczny oparty na efekcie Halla, który jest jednym z rodzajów napędów jonowych. Napęd ten polega na przyspieszaniu plazmy za pomocą silnego pola elektrycznego, co wytwarza ciąg. Napęd ten jest przedmiotem wielu badań teoretycznych i eksperymentalnych od lat 60. XX wieku.

W misji tej wykorzystane zostaną cztery modele silników SPT-140 wykorzystujące efekt Halla. Wykorzystuje on napęd elektryczny słoneczno-elektryczny, w którym energia elektryczna wytwarzana z paneli słonecznych jest przekazywana do silnika rakietowego o napędzie elektrycznym, a nie chemicznym.

Psyche będzie pierwszą misją, w której wykorzysta się silniki wykorzystujące efekt Halla poza orbitą Księżyca. Wykorzystanie silników zasilanych energią słoneczną umożliwi statkowi kosmicznemu Psyche dotarcie do planetoidy znacznie szybciej, zużywając jedynie 10 proc. paliwa potrzebnego przy konwencjonalnym napędzie chemicznym.