2021 ir 2023 metais NASA paleis du kosminius zondus, vadinamus Lucy ir Psyche. Liusė aplankys Trojos asteroidus, o „Psyche“skris prie vienišo gryno metalo asteroido.
NASA šiuo metu kuria du kosminius zondus - Lucy ir Psyche -, kurių misija yra mus šviesti apie tai, kaip atsirado Saulės sistema, aplankydama iš viso aštuonis asteroidus, skriejančius aplink Jupiterį 2025–2033 m.
Zondų pavadinimai nebuvo pasirinkti neatsitiktinai: „Liusė“- tai vardas, pavadintas mūsų labai tolimo protėvio, kurio amžius buvo 3,2 milijono metų, palaikams, ir jis labai tinka, - aiškina „Lucy“projekto vadovas Haroldas Levisonas:
"Šie maži asteroidai iš tikrųjų yra planetos susidarymo liekanos, todėl savo zondą pavadinome Liucija vieno iš mūsų protėvių vardu."
Kosminis zondas „Psyche“pavadinimą gavo kitaip - pagerbdamas tą vienišą asteroidą, susidedantį beveik vien iš metalo, į kurį jis skris.
Jupiterio karalystė
Jupiteris yra didžiausia Saulės sistemos planeta, turinti didžiulį sunkumą, atitinkantį jos dydį. Ir šios jėgos pagalba Jupiteris daugelį kilometrų aplink jį valdo asteroidus.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Toje pačioje orbitoje kaip Jupiteris, tik 60 laipsnių priešais ir 60 laipsnių po planetos, yra daugybė Jupiterio užfiksuotų asteroidų, kurie susikaupė vadinamuosiuose L4 ir L5 Lagrange taškuose (apie Lagrange taškus skaitykite straipsnio pabaigoje).
Trojos karo garbei jie buvo pavadinti „Trojos asteroidais“. L4 Lagrange taško asteroidai pavadinti graikų, o L5 taške - Trojos herojų vardais. Iš viso abiejose grupėse yra iki milijono asteroidų, kurių dydis viršija kvadratinį kilometrą.
Liucija bus pirmasis pasaulyje kosminis zondas, aplankęs Trojos asteroidus, ir mokslininkai tikisi, kad šis vizitas nušvies Saulės sistemos formavimąsi. Nes, nors asteroidai priklauso Jupiterio karalystei, jie stulbinamai skiriasi nuo savo aplinkos ir vienas nuo kito. Tai reiškia, kad jie greičiausiai susiformavo įvairiose Saulės sistemos vietose.
Kai Saulės sistema buvo labai jauna, planetos dar neturėjo savo šiuolaikinių orbitų, jos tiesiog judėjo „atsitiktinai“. Kai pro šalį ėjo didelės, sunkios planetos, tokios kaip Jupiteris, Saturnas, Uranas ir Neptūnas, jos sukėlė visišką chaosą tarp milijonų didelių ir mažų asteroidų, kurie taip pat buvo Saulės sistemoje.
Daugelis šių asteroidų paprastai buvo išmesti iš Saulės sistemos, o kai kuriuos iš jų užfiksavo galingasis Jupiteris, ir būtent jie dabar vadinami Trojos asteroidais.
Saulės sistemos istorija
Haroldas Levisonas iš projekto „Lucy“teigė taip: „Vienas ryškiausių Trojos asteroidų bruožų yra tas, kad jie yra labai skirtingi. Pažvelgę į juos teleskopu iš čia, Žemėje, matome, kad jie turi labai skirtingas spalvas ir spektrą. Todėl manome, kad jie mums ką nors pasakys apie tai, kaip atsirado ir vystėsi Saulės sistema. Manome, kad įvairovė atsiranda dėl to, kad asteroidai susiformavo skirtingose Saulės sistemos vietose su skirtingomis fizinėmis savybėmis. Tačiau evoliucijos metu jie keliavo visur, kol baigė savo kelionę orbitoje aplink Jupiterį “.
Ilga kelionė „Liucija“
Patikėkite ar ne, „Lucy“kosminis zondas taip pat aplankys Graikijos herojus L4, o paskui Trojos arklys - L5. Tai yra puikus pasiekimas, nes L4 ir L5 yra milijardo kilometrų atstumu vienas nuo kito, kiekviena grupė, taip sakant, savo pusėje Jupiterio.
Kosminis zondas bus paleistas 2021 m., O į L4 - 2025 m. Balandžio mėn., Jis praskries mažą, vos keturių kilometrų dydžio asteroidą, kurio tinkamas pavadinimas 52246 Donaldjuhansson, kuris buvo pakrikštytas archeologo, kuris 1974 m. Etiopijoje rado hominidos Lucy palaikus, garbei. Panašu, kad skrydžio trajektorija staiga labai gerai sutapo su zondo pavadinimu - bet čia man kyla klausimas, ar ta pati komanda, kuri užsiima „Project Lucy“, suteikė pavadinimą mažam asteroidui?
Tam tikra problema yra ta, kad „Lucy“skris asteroidais daugiau nei 20 000 km per valandą greičiu. Todėl bus labai mažai laiko apžiūrėti kiekvieną atskirą asteroidą.
Priežastis ta, kad jokiu būdu negalima duoti Liusei tiek degalų, kiek reikėtų zondui sulėtinti greitį ir praskristi. Kosminis zondas sveria 1 435 kg, o didžiąją dalį šio svorio sudaro prietaisai, radijo siųstuvai ir saulės kolektoriai.
2027 m. Liucija pasieks L4, kur kitais metais skries aplink keturis labai skirtingus asteroidus. Tada kosminis zondas paliks L4 ir tęsis galinga kreive per Saulės sistemą nuo taško L4 iki taško L5. Visai nenuostabu, kad ši kelionė truks apie penkerius metus, o 2033 m. Kovo mėn. Zondas bus šalia dviejų 100 kvadratinių kilometrų dydžio asteroidų, skriejančių vienas kitą.
Tokie dvejetainiai asteroidai retai sutinkami vidinėje Saulės sistemoje, paprastai jie yra Kuiperio juostoje, už Neptūno orbitos - taigi čia Liusė gali turėti galimybę pažvelgti į asteroidus, kurie kitu atveju būtume labai toli. gauti.
Psichika - asteroidas, pagamintas iš metalo
Kelionė į psichikos asteroidą turi kitą tikslą. Šis kosminis kūnas, kurio dydis yra 250 kvadratinių kilometrų, yra asteroidų juostoje tarp Marso ir Jupiterio, jis sukasi šiek tiek pailgoje orbitoje 2,5–3,3 astronominių vienetų (AU) atstumu nuo Saulės, kurią asteroidas skrieja per penkerius metus. …
Skamba nuostabiai, tačiau „Psyche“yra vienintelis žinomas asteroidas, kuris neva pagamintas iš gryno metalo. Yra versija, kad „Psyche“pradėjo egzistuoti kaip mažos planetos šerdis, kurios skersmuo buvo mažiausiai 500 km, ir galbūt beveik tokia pati kaip Marsas.
Kai Saulės sistema dar buvo gana „vaikas“, įvyko daugybė susidūrimų tarp planetų ir asteroidų, ir yra teorija, kad planeta, kurios dalis buvo Psichė, po vieno ar kelių didesnių susidūrimų prarado uolėtą apvalkalą, todėl liko tik šerdis.
Vienintelė šios šiaip nepaprastos teorijos problema yra ta, kad apvalkalo likučiai turėjo būti išsaugoti beveik toje pačioje orbitoje, kaip ir pati „Psyche“, panaši į paprastus roko asteroidus. Bet nieko tokio nerasta.
Paviršinis vanduo ir išlydyto metalo šerdis
Bet kokiu atveju „Psyche“mums yra unikali galimybė pamatyti, kaip atrodo metalinis planetos šerdis. Mes žinome, kad Žemė turi skysto metalo šerdį, kuri sukuria magnetinį lauką, tačiau jokiu būdu negalima nusileisti iki jo. Bet mes galime nusiųsti kosminį zondą į 300 milijonų kilometrų kelionę.
Kosminis zondas „Psyche“bus paleistas 2023 m., O tikslą pasieks po penkerių metų. Zondą valdys jonų pavara, kuri suteiks galimybę patekti į orbitą aplink psichikos asteroidą ir ištirti 2028–2030 m.
Tai bus išskirtinė patirtis, nes dar niekada nematėme gryno metalo planetos. Kaip atrodo smūginis krateris? Ar išlydyto metalo lašai, išsisklaidę smūgio metu, turės laiko dar kartą sustingti, kol vėl nukris?
Buvo netikėta, kai paviršiuje buvo vandens pėdsakų, tačiau taip gali būti dėl susidūrimo su mažais asteroidais, kuriuose yra ledo.
Tačiau svarbiausias klausimas, žinoma, yra susijęs su magnetizmu. Šiandien daroma prielaida, kad magnetinis laukas sukuriamas sukant metalinėms šerdims planetų viduje, kurios yra pakankamai didelės, kad bent dalis pagrindinio metalo ištirptų.
Psichika su dideliu tikimybės laipsniu liko iš gana mažos planetos, kuri vargu ar turėjo pakankamai skysčio šerdies dydį. Todėl labai įdomu sužinoti, ar ji vis dar turi magnetinio lauko pėdsakų nuo tų laikų, kai ji dar buvo planetos centras, ar, kaip teigė šios srities ekspertė Lindy Elkins-Tanton: „Ar paaiškės, kad psichika yra mažas šaldytuvo magnetas viduryje kosmoso?"
Lagrange'o taškai
Kaip ir visos Saulės sistemos planetos, Jupiteris turi penkis vadinamuosius Lagrange taškus. Tai vietos, kur mažasis kūnas seks planetą taip, kad iš planetos jis atrodytų nejudantis.
Tie asteroidai, kuriuos aplankys Liusė, yra taškuose L4 ir L5, 60 laipsnių prieš ir 60 laipsnių po Jupiterio, tačiau toje pačioje orbitoje kaip ir pati planeta.
Judama tokiu pačiu greičiu kaip ir planeta
Dažnas neteisingas supratimas yra tas, kad jėgos, veikiančios mažą kūną, Lagrange taškuose balansuoja viena kitą.
Tai netiesa. Kiekviename iš penkių taškų mažas kūnas veikiamas sunkio jėgos tiek iš planetos pusės (čia - Jupiterio), tiek iš Saulės pusės.
Šie penki taškai skiriasi tuo, kad šių jėgų suma juose yra tokia, kad mažas kūnas pradeda suktis aplink saulę tokiu pačiu greičiu kaip ir planeta, todėl seka ja.
Tačiau tai veikia tik tada, kai kūnas yra toks mažas, kad jo gravitacijos jėga gali būti nepaisoma - ir šią sąlygą asteroidai puikiai įvykdo.
L4 ir L5 stabilūs taškai
L1, L2 ir L3 yra nestabilūs taškai, mažas kūnas gali greitai nušokti nuo jų. Tačiau visiškai įmanoma prie jų grįžti dar kartą, jei sunaudojate šiek tiek degalų.
L4 ir L5 yra stabilūs, o tai reiškia, kad jei mažas kūnas ne visai tiksliai pataiko į vieną iš dviejų taškų, jis gali skrieti aplink tašką.
Štai kodėl „Sun-Jupiter“sistemoje L4 ir L5 yra tokie dideli, kad juose gali tilpti per milijoną asteroidų. Asteroidai yra ne pačiuose taškuose, o skrieja aplink juos.