2021-ben és 2023-ban a NASA két űrszondát indít, Lucy és Psyche néven. Lucy trójai aszteroidákat látogat meg, míg Psyche magányos tiszta fém aszteroidához repül.
A NASA jelenleg két űrszondát fejleszt - Lucy és Psyche -, amelyek feladata, hogy oktassanak minket a Naprendszer kialakulásának módjáról, 2025 és 2033 között összesen nyolc, a Jupiter körül keringő aszteroidát látogatnak meg.
A szondák nevét nem véletlenül választottuk: "Lucy" a nagyon távoli ősünk 3,2 millió éves maradványainak neve, és nagyon alkalmas - magyarázza Harold Levison, a "Lucy" projekt vezetője:
"Ezek a kis aszteroidák valójában a bolygóképződés maradványai, ezért neveztük szondánkat Lucy-nak egyik emberi őseink után."
A "Psyche" űrszonda másképp kapta a nevét - annak a magányos aszteroidának a tiszteletére, amely szinte kizárólag fémből áll, ahova repülni fog.
Jupiter Királyság
A Jupiter a Naprendszer legnagyobb bolygója, amelynek gravitációja megfelel a méretének. Ennek az erőnek a segítségével a Jupiter aszteroidákat irányít körülötte sok kilométeren keresztül.
Promóciós videó:
Ugyanazon a pályán, mint a Jupiter, csak 60 fok a bolygó előtt és 60 fok után, sok Jupiter által elfogott aszteroida található, amelyek az úgynevezett L4 és L5 Lagrange pontokban halmozódtak fel (Lagrange pontokról olvashat a cikk végén).
A trójai háború tiszteletére "trójai aszteroidáknak" nevezték el őket. Az L4 Lagrange pont aszteroidáit a görög hősökről, az L5 pontban lévőeket pedig Troy hősökről nevezik el. Összességében mindkét csoport legfeljebb egymillió aszteroidát tartalmaz, amelyek nagysága meghaladja a négyzetkilométert.
Lucy lesz a világ első űrszondája, amely meglátogatja a trójai aszteroidákat, és ez a látogatás - a tudósok reményei szerint - megvilágítja a Naprendszer kialakulását. Mert bár az aszteroidák a Jupiter királyságához tartoznak, feltűnően különböznek a környezetüktől és egymástól. Ez azt jelenti, hogy nagy valószínűséggel a Naprendszer különböző helyein alakultak ki.
Amikor a naprendszer nagyon fiatal volt, a bolygók még nem rendelkeztek modern pályájukkal, csak "véletlenszerűen" mozogtak. Amikor olyan nagy, nehéz bolygók haladtak el mellettük, mint a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz, teljes káoszt váltottak ki a Naprendszerben is lévő nagy és kis aszteroidák milliói között.
Sok ilyen aszteroidát általában kidobtak a Naprendszerből, és néhányukat a hatalmas Jupiter fogta el, és most őket hívják trójai aszteroidáknak.
A Naprendszer története
Harold Levison, a Lucy projekt munkatársa így fogalmazott: „A trójai aszteroidák egyik legszembetűnőbb tulajdonsága, hogy nagyon különbözőek. Amikor távcsövön keresztül nézzük őket innen a Földről, azt látjuk, hogy nagyon különböző színűek és spektrumúak. Ezért hisszük, hogy elmondanak nekünk valamit a Naprendszer keletkezéséről és fejlődéséről. Úgy gondoljuk, hogy a sokféleség annak köszönhető, hogy a Naprendszer különböző helyein aszteroidák alakultak ki, eltérő fizikai jellemzőkkel. De a rendszer fejlődése során végigutazták a helyet, amíg a Jupiter körüli pályán végezték útjukat."
Hosszú út "Lucy"
Ha hiszed, ha nem, a Lucy űrszonda görög hősöket is meglátogat az L4-nél, majd a trójai hősöket is az L5-nél. Ez nagy eredmény, mert az L4 és az L5 egymilliárd kilométer távolságban helyezkedik el, mindegyik csoport a Jupiter saját oldalán áll, hogy úgy mondjam.
Az űrszondát 2021-ben indítják, és 2025 áprilisában az L4-es úton halad el, és elrepül egy mindössze négy kilométer nagyságú kis aszteroida mellett, az 52246 Donaldjuhansson megnevezéssel, amelyet az archeológus után szinkronizáltak, aki 1974-ben Etiópiában megtalálta a hominid Lucy maradványait Etiópiában. Úgy tűnik, hogy a repülés pályája hirtelen nagyon jól egybeesett a szonda nevével - de itt lenne egy kérdésem, ugyanaz a csapat adta a nevet a kis aszteroidának, aki a Lucy projektben vesz részt?
A probléma egy része az, hogy Lucy óránként több mint 20 000 km sebességgel repül el az aszteroidák mellett. Ezért csak nagyon kevés idő marad az egyes aszteroidák vizsgálatára.
Ennek oka az, hogy Lucy-nak nincs módja annyi üzemanyagot adni vele, amennyire a szondának lassulnia és lassan el kell repülnie. Az űrszonda súlya 1435 kg, ennek a tömegnek a nagy részét műszerek, rádióadók és napelemek alkotják.
2027-ben Lucy eléri az L4-et, ahol jövőre négy nagyon különböző aszteroidát kering. Az űrszonda ekkor elhagyja az L4-et, és egy erőteljes görbén halad tovább a naprendszeren az L4 ponttól az L5 pontig. Egyáltalán nem furcsa, hogy ez az út körülbelül öt évet vesz igénybe, és 2033 márciusában a szonda két, 100 négyzetkilométer nagyságú aszteroidánál fog egymás körül keringeni.
Ilyen bináris aszteroidák ritkán fordulnak elő a belső naprendszerben, általában a Kuiper-övben helyezkednek el, a Neptunusz pályáján túl - így itt Lucy-nak lehetősége nyílik olyan aszteroidákat nézegetni, amelyek egyébként nagyon távol lennénk. kap.
Psyche - aszteroida fémből
A Psyche aszteroida felé vezető útnak más célja van. Ez a jó 250 négyzetkilométer nagyságú kozmikus test a Mars és a Jupiter közötti aszteroidaövben található, kissé hosszúkás pályán forog a Naptól 2,5-3,3 csillagászati egység (AU) távolságra, amelyet az aszteroida öt év alatt kering. …
Elképesztően hangzik, de a Psyche az egyetlen ismert aszteroida, amely állítólag tiszta fémből készül. Van egy verzió, amely szerint a Psyche egy kis bolygó magjaként kezdte meg létét, amelynek átmérője legalább 500 km volt, és valószínűleg majdnem akkora, mint a Mars.
Amikor a naprendszer még meglehetősen "gyermek" volt, sok ütközés történt a bolygók és az aszteroidák között, és van egy elmélet, amely szerint a bolygó, amelynek része volt Psyche, miután egy vagy több nagyobb ütközés elvesztette sziklakagylóját, így csak a mag maradt meg.
Ennek az egyébként figyelemre méltó elméletnek csak az a problémája, hogy a kagyló maradványait csaknem ugyanazon a pályán kellett volna megőrizni, mint magát a Psychét, amely hasonlít a közönséges szikla aszteroidákra. De semmi ilyesmit nem találtak.
Felszíni víz és olvadt fémmag
Mindenesetre a Psyche számunkra egyedülálló lehetőség arra, hogy megnézzük, hogyan néz ki a bolygó fémmagja. Tudjuk, hogy a Földnek van egy folyékony fémmagja, amely mágneses teret hoz létre, de nincs mód arra, hogy lemegyünk hozzá. De űrszondát küldhetünk 300 millió kilométeres útra.
A Psyche űrszonda 2023-ban indul, és öt év múlva éri el célját. A szondát egy ionmeghajtó vezérli, amely lehetővé teszi számára, hogy a Psyche aszteroida körüli pályára lépjen és 2028 és 2030 között tanulmányozza.
Kivételes élmény lesz, mivel még soha nem láttunk tiszta fém bolygót. Hogyan néz ki egy becsapódási kráter? Vajon lesz-e ideje megolvadni az olvadt fémcseppeknek az ütközéskor, mielőtt visszahullanak?
Meglepő volt, ha víznyomokat találtunk a felszínen, de ennek oka lehet a jeget tartalmazó kis aszteroidákkal való ütközés.
De a legfontosabb kérdés természetesen a mágnességgel kapcsolatos. Ma feltételezzük, hogy a mágneses mező a fémmagok forgásából származik a bolygókon belül elég nagy ahhoz, hogy a magfém legalább egy része megolvadjon.
A psziché nagy valószínűséggel meglehetősen kicsi bolygóról maradt, amely valószínűleg nem volt elegendő méretű egy folyékony mag számára. Ezért nagyon érdekes megtudni, hogy van-e még mágneses terének nyoma azokból a napokból, amikor még a bolygó központja volt, vagy, ahogy Lindy Elkins-Tanton ezen a téren a szakértő fogalmazott: „Vajon kiderül, hogy a Psyche egy kis hűtőmágnes az űr közepén?"
Lagrange pontok
Mint a Naprendszer összes bolygója, a Jupiter is öt úgynevezett Lagrange-ponttal rendelkezik. Ezeken a helyeken a kis test úgy követi a bolygót, hogy a bolygóról mozdulatlannak tűnik.
Azok az aszteroidák, amelyeket Lucy meglátogat, az L4 és L5 pontokon helyezkednek el, 60 fokkal a Jupiter előtt és 60 fokkal, de ugyanazon a pályán, mint maga a bolygó.
A bolygóval azonos sebességgel haladva
Gyakori tévhit, hogy a kis testet befolyásoló erők kiegyensúlyozzák egymást a Lagrange-pontokon.
Ez nem igaz. Az öt pont mindegyikében egy kis testet gravitációnak vetnek alá mind a bolygó (itt - Jupiter), mind a nap.
Ez az öt pont abban különbözik egymástól, hogy ezekben az erők összessége éppen olyan, hogy egy kis test a bolygóval azonos sebességgel elfordul a Nap körül, és ezért követi azt.
Ez azonban csak akkor működik, ha a test olyan kicsi, hogy a saját gravitációs ereje elhanyagolható - és ezt a feltételt az aszteroidák tökéletesen teljesítik.
L4 és L5 stabil pontok
Az L1, L2 és L3 instabil pontok, egy kis test gyorsan le tud ugrani róluk. Viszont teljesen visszatérhet hozzájuk, ha kevés üzemanyagot használ.
Az L4 és az L5 stabil, ami azt jelenti, hogy ha egy kis test nem egészen pontosan éri el a két pont egyikét, akkor a pont körül keringhet.
Ezért a Sun-Jupiter rendszerben az L4 és az L5 olyan nagy, hogy több mint egymillió aszteroidát képes befogadni. Az aszteroidák nem magukban a pontokban helyezkednek el, hanem körülöttük keringenek.