Pierwsza sonda w historii dotarła do planetoid Jowisza. Żadna nie była tam wcześniej

Po pięciu latach podróży i przebyciu ponad 3,5 mld km amerykańska sonda Lucy dotarła do obszaru planetoid trojańskich Jowisza. To pierwsze urządzenie stworzone przez człowieka, które znalazło się w tej części Układu Słonecznego. NASA potwierdziła, że wszystkie instrumenty pracują prawidłowo, a naukowcy przygotowują się do pierwszych bliskich spotkań z tajemniczymi obiektami. Na dokładne zdjęcia trzeba jeszcze poczekać, ale najważniejsza część misji jest już coraz bliżej. Lucy ma zbadać planetoidy pamiętające początki Układu Słonecznego i pomóc wyjaśnić, w jaki sposób uformowały się jego największe planety.

Jak poinformowała NASA, Lucy dotarła do obszaru zajmowanego przez pierwszą z dwóch grup planetoid trojańskich. Od startu 16 października 2021 r. pokonała ponad 2,2 mld mil, czyli około 3,54 mld km. Nie jest to odległość od Ziemi, lecz łączna długość przebytej trasy, obejmującej również manewry z wykorzystaniem grawitacji naszej planety.

Sonda zbliża się do punktu libracyjnego L4, znajdującego się około 60 stopni przed Jowiszem na jego orbicie wokół Słońca. W tym rejonie tysiące planetoid poruszają się w stabilnej konfiguracji dzięki oddziaływaniu grawitacyjnemu Słońca i gazowego olbrzyma. Druga podobna grupa skupiona jest wokół punktu L5, około 60 stopni za Jowiszem.

Choć mówi się o dotarciu do planetoid Jowisza, nie oznacza to, że Lucy znalazła się tuż obok którejkolwiek z nich. Obiekty w tych rojach dzielą średnio odległości przekraczające 10 mln km. Z perspektywy sondy wyglądają więc na razie jak niewielkie punkty światła na tle gwiazd. Pierwszy bliski przelot odbędzie się dopiero w sierpniu 2027 r.

To naprawdę szalenie ważne osiągnięcie, ponieważ wcześniejsze sondy badające Jowisza, w tym Voyager i Galileo, nie odwiedzały jego trojańczyków. Znajdują się oni bowiem bardzo daleko od samej planety, w odległości od niej porównywalnej z dystansem dzielącym Jowisza od Słońca.

Pierwszym celem Lucy będzie Eurybates, czyli planetoida znajdująca się w przedniej grupie trojańczyków. Według obecnych estymacji sonda przeleci obok niej dokładnie 11 sierpnia 2027 r., badając również jej niewielki księżyc Queta. Naukowcy przygotowują już szczegółowy scenariusz obserwacji, ponieważ na wykonanie najważniejszych pomiarów będą mieli zaledwie kilka godzin.

We wrześniu 2027 r. Lucy odwiedzi Polymele, a w kwietniu i listopadzie 2028 r. odpowiednio Leucusa i Orusa. Każdy z tych obiektów ma inne właściwości, dzięki czemu badacze będą mogli porównać ich powierzchnie, skład i historię. Wiosną tego roku sonda wykonała już pierwsze odległe obserwacje wszystkich czterech planetoid, co pozwoliło przetestować ustawienia kamer.

Po zakończeniu tej części wyprawy Lucy skieruje się ponownie w stronę Ziemi. W 2030 r. wykorzysta jej grawitację do zmiany trajektorii, a następnie poleci do drugiej grupy trojańczyków. W marcu 2033 r. ma zbadać układ podwójny Patroclus-Menoetius, kończąc podstawowy program obserwacji.

Cała trasa została zaprojektowana tak, by dzięki kolejnym asystom grawitacyjnym odwiedzić wyjątkowo dużo obiektów bez zużywania ogromnych ilości paliwa. NASA zakłada łącznie zbadanie 11 planetoid, wliczając w to ich niewielkie księżyce.

Choć głównym celem misji są trojańczycy Jowisza, Lucy zdążyła już dokonać ciekawych odkryć. W listopadzie 2023 r. przeleciała obok planetoidy Dinkinesh w głównym pasie planetoid między Marsem a Jowiszem. Zdjęcia pokazały, że obiekt posiada niewielkiego towarzysza nazwanego Selam. Co więcej, sam księżyc okazał się zbudowany z dwóch stykających się brył.

Podobne niespodzianki pokazują, jak mało wiemy o budowie niewielkich ciał Układu Słonecznego. Pisaliśmy o tym niedawno przy okazji badań planetoidy Nysa, która może składać się aż z trzech połączonych fragmentów i posiadać własny księżyc.

W kwietniu 2025 r. Lucy odwiedziła kolejną planetoidę, Donaldjohanson. Wykonane wówczas zdjęcia pokazały wydłużony obiekt z wyraźnym przewężeniem, przypominający dwa połączone fragmenty skały. Dalsza analiza ujawniła również jego skomplikowany ruch obrotowy oraz ślady dawnej aktywności geologicznej.

Teraz sonda przygotowuje się do badań w znacznie trudniejszych warunkach. W rejonie orbity Jowisza dociera około 25 razy mniej energii słonecznej niż w pobliżu Ziemi. Lucy korzysta z dwóch dużych paneli fotowoltaicznych, a jej instrumenty muszą działać w coraz niższych temperaturach. NASA zapewnia jednak, że urządzenie radzi sobie zgodnie z oczekiwaniami.

Najważniejsze pytanie dotyczy teraz przede wszystkim samego pochodzenia trojańczyków. Naukowcy podejrzewają, że są to pozostałości materii obecnej podczas formowania planet około 4,5 mld lat temu. Część z nich mogła powstać w znacznie dalszych rejonach Układu Słonecznego, a następnie zostać przechwycona podczas migracji olbrzymich planet.

Analiza ich składu chemicznego, kształtów i właściwości powierzchni pozwoli sprawdzić, czy rzeczywiście mają wspólne pochodzenie. Szczególnie interesujące będzie porównanie planetoid o odmiennych barwach i widmach, które mogą wskazywać na różnice w składzie materiału. Lucy wykorzysta do tego kamery, spektrometry oraz pomiary promieniowania cieplnego.

Przeczytaj także:

To właśnie dlatego NASA zdecydowała się na tak skomplikowaną misję, zamiast wysłać sondę do pojedynczego obiektu. Zbadanie kilku różnych planetoid może dostarczyć danych pozwalających odtworzyć proces przemieszczania się Jowisza, Saturna i pozostałych olbrzymów we wczesnym Układzie Słonecznym.

Po pięciu latach lotu Lucy dotarła więc do miejsca, w którym rozpocznie się najważniejszy etap jej pracy. Pierwsze szczegółowe zdjęcia trojańczyków zobaczymy w 2027 r. i będą to obrazy światów, których żadna wcześniejsza sonda nie oglądała z bliska.

*Źródło grafiki wprowadzającej: NASA