През 2021 и 2023 г. НАСА ще изстреля две космически сонди, наречени Lucy и Psyche. Луси ще посети троянски астероиди, докато Психея ще лети до самотен астероид от чист метал.
В момента НАСА разработва две космически сонди - Луси и Психея - чиято мисия е да ни обучи как е възникнала Слънчевата система, посещавайки общо осем астероида, обикалящи около Юпитер от 2025 до 2033 година.
Имената на сондите не са избрани случайно: „Люси“е името, дадено на останките на нашия много далечен прародител на възраст 3,2 милиона години и е много подходящо, обяснява ръководителят на проекта „Луси“Харолд Левисън:
"Тези малки астероиди всъщност са останки от планетарната формация, поради което нарекохме нашата сонда Луси на един от нашите човешки предци."
Космическата сонда "Психея" получи името си по различен начин - в чест на онзи самотен астероид, състоящ се почти изключително от метал, към който ще отлети.
Кралство Юпитер
Юпитер е най-голямата планета в Слънчевата система с огромна гравитация, съответстваща на нейния размер. И с помощта на тази сила Юпитер контролира астероиди в продължение на много километри около него.
Промоционално видео:
В същата орбита като Юпитер, само на 60 градуса пред и 60 градуса след планетата, има много астероиди, уловени от Юпитер, които са се натрупали в т. Нар. Точки L4 и L5 Лагранж (прочетете за точките на Лагранж в края на статията).
Те бяха наречени "Троянски астероиди" в чест на Троянската война. Астероидите в точката L4 Lagrange са кръстени на гръцките герои, а тези в точката L5 - на героите на Троя. Общо и двете групи съдържат до милион астероиди, чиято величина надвишава квадратен километър.
Луси ще бъде първата космическа сонда в света, която ще посети троянските астероиди и това посещение, надяват се учените, ще хвърли светлина върху формирането на Слънчевата система. Защото, въпреки че астероидите принадлежат към царството на Юпитер, те са поразително различни от заобикалящата ги среда и една от друга. Това означава, че те най-вероятно са се образували на различни места в Слънчевата система.
Когато Слънчевата система беше много млада, планетите все още нямаха своите съвременни орбити, те просто се движеха „на случаен принцип“. Когато големи тежки планети като Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун минават покрай тях, те причиняват пълен хаос сред милионите големи и малки астероиди, които също са били в Слънчевата система.
Много от тези астероиди обикновено бяха изхвърлени от Слънчевата система, а някои от тях бяха уловени от мощния Юпитер и именно те сега се наричат троянски астероиди.
Историята на Слънчевата система
Харолд Левисън от Проект Люси го изрази по следния начин: „Една от поразителните черти на троянските астероиди е, че те са много различни. Когато ги гледаме през телескоп оттук на Земята, виждаме, че те имат много различни цветове и спектри. И затова вярваме, че те ще ни разкажат нещо за това как Слънчевата система е възникнала и се е развила. Ние вярваме, че разнообразието се дължи на факта, че астероидите са се образували на различни места в Слънчевата система с различни физически характеристики. Но по време на еволюцията на системата те пътуваха навсякъде, докато завършиха пътуването си в орбита около Юпитер."
Дълго пътуване "Люси"
Вярвате или не, космическата сонда Lucy също ще посети гръцки герои в L4, а след това троянски герои в L5. Това е голямо постижение, защото L4 и L5 са разположени на разстояние милиард километра един от друг, всяка група от своя страна на Юпитер, така да се каже.
Космическата сонда ще бъде изстреляна през 2021 г. и ще пътува до L4 през април 2025 г., ще прелети покрай малък астероид с размер само четири километра, с подходящото име 52246 Donaldjuhansson, което е кръстено на археолога, открил останките от хоминида Луси в Етиопия през 1974 г. Изглежда, че траекторията на полета изведнъж съвпадна много добре с името на сондата - но тук имам въпрос, дали същият екип, който е ангажиран в Project Lucy, даде името на малкия астероид?
Част от проблема е, че Луси ще прелети покрай астероидите със скорост над 20 000 км в час. Следователно ще има само много малко време за проверка на всеки отделен астероид.
Причината е, че няма начин да даде на Люси толкова гориво, колкото сондата ще трябва да забави и бавно да отлети. Космическата сонда тежи 1435 кг и по-голямата част от това тегло се състои от инструменти, радиопредаватели и слънчеви панели.
През 2027 г. Люси ще достигне L4, където ще обиколи четири съвсем различни астероида през следващата година. След това космическата сонда ще напусне L4 и ще продължи по мощна крива през слънчевата система от точка L4 до точка L5. Не е никак странно, че това пътуване ще отнеме около пет години, а през март 2033 г. сондата ще бъде близо до два астероида с размер 100 квадратни километра, които ще се въртят взаимно.
Такива бинарни астероиди рядко се срещат във вътрешната слънчева система, като правило те се намират в пояса на Кайпер, извън орбитата на Нептун - така че тук Люси може да има възможност да разгледа астероиди, които иначе бихме били много далеч вземете.
Психея - астероид, изработен от метал
Пътуването до астероида Психея има различна цел. Това космическо тяло с размери на добри 250 квадратни километра се намира в астероидния пояс между Марс и Юпитер, то се върти в леко удължена орбита на разстояние от 2,5 до 3,3 астрономически единици (AU) от Слънцето, което астероидът обикаля за пет години …
Звучи невероятно, но Psyche е единственият известен астероид, който се предполага, че е направен от чист метал. Има версия, че Психея е започнала своето съществуване като ядро на малка планета, която е била най-малко 500 км в диаметър и вероятно почти толкова голяма, колкото Марс.
Когато Слънчевата система все още беше доста „дете“, имаше много сблъсъци между планети и астероиди и има теория, че планетата, част от която е била Психея, след един или няколко големи сблъсъка е загубила своята скалиста обвивка, така че е останало само ядрото.
Единственият проблем с тази иначе забележителна теория е, че остатъците от черупката е трябвало да бъдат запазени в почти същата орбита като самата Психея, наподобяващи обикновени скални астероиди. Но нищо подобно не беше намерено.
Повърхностни води и сърцевина от разтопен метал
Във всеки случай Psyche за нас е уникална възможност да видим как изглежда металното ядро на планетата. Знаем, че Земята има ядро от течен метал, което създава магнитно поле, но няма начин да слезем до него. Но можем да изпратим космическа сонда на пътуване от 300 милиона километра.
Космическата сонда Psyche ще бъде пусната през 2023 г. и ще достигне целта си след пет години. Сондата ще се ръководи от йонно задвижване, което ще й даде възможност да навлиза в орбита около астероида Психея и да я изучава от 2028 до 2030 година.
Това ще бъде изключително преживяване, тъй като никога досега не сме виждали чиста метална планета. Как изглежда ударният кратер? Ще имат ли капки разтопен метал, разпръснати при удар, отново да се втвърдят, преди да паднат обратно?
Изненадващо беше да открием следи от вода на повърхността, но това може да се дължи на сблъсъци с малки астероиди, съдържащи лед.
Но най-важният въпрос, разбира се, е свързан с магнетизма. Днес се предполага, че магнитното поле се ражда от въртенето на метални ядра вътре в планети, достатъчно големи, за да се стопи поне част от основния метал.
Психеята с висока степен на вероятност остава от доста малка планета, която е малко вероятно да има достатъчен размер за течно ядро. Затова е много интересно да разберем дали тя все още има следи от магнитно поле от дните, когато все още е била център на планетата, или, както се изразява експертът в тази област Линди Елкинс-Тантън: „Ще се окаже ли Психея малък магнит за хладилник в средата на космоса?"
Точки на Лагранж
Както всички планети в Слънчевата система, Юпитер има пет т. Нар. Точки на Лагранж. Това са местата, където малкото тяло ще следва планетата по такъв начин, че от планетата да изглежда неподвижно.
Тези астероиди, които Луси ще посети, се намират в точки L4 и L5, 60 градуса преди и 60 градуса след Юпитер, но в същата орбита като самата планета.
Движейки се със същата скорост като планетата
Често погрешно схващане е, че силите, които влияят на малко тяло, се балансират помежду си в точките на Лагранж.
Това не е вярно. Във всяка от петте точки малко тяло е подложено на гравитация както от планетата (тук - Юпитер), така и от слънцето.
Тези пет точки се различават по това, че сумата от тези сили в тях е точно такава, че малко тяло започва да се обръща около слънцето със същата скорост като планетата и следователно го следва.
Това обаче работи само когато тялото е толкова малко, че собствената му гравитационна сила може да бъде пренебрегната - и това условие е напълно изпълнено от астероидите.
L4 и L5 стабилни точки
L1, L2 и L3 са нестабилни точки, малко тяло може бързо да скочи от тях. Напълно възможно е обаче да се върнете при тях, ако използвате малко гориво.
L4 и L5 са стабилни, което означава, че ако малко тяло не удари съвсем точно една от двете точки, то може да обиколи около точката.
Ето защо L4 и L5 в системата Слънце-Юпитер са толкова големи, че могат да побират над милион астероиди. Астероидите не се намират в самите точки, а в орбити около тях.
