Romfart

Psyche: En reise til en metallrik asteroide

NASAs amerikanske Psyche-sonde ble skutt opp i 2023 mot en metallrik asteroide, ulik de hovedsakelig steinete eller isrike verdenene mange andre oppdrag har besøkt. Sammensetning og struktur kan fortelle hvordan metalliske planetkjerner ble dannet.

Kunstnerisk framstilling av asteroiden Psyche med metallaktige klipper og kratere
Kunstnerisk framstilling av asteroiden Psyche med metallaktige klipper og kratere
Bildekreditering: Maxar/ASU/P. Rubin/NASA/JPL-Caltech · Public domain · Vis bildekilden ↗

Kort fortalt

Oppskyting
13. oktober 2023
Planlagt ankomst
2029
Passering av Mars
Fullført 15. mai 2026
Operatør
NASA / Arizona State University

Hva finnes under tusenvis av kilometer med bergarter inne i jorden? Romsonden Psyche er på vei til et naturlig sammenligningsgrunnlag: den metallrike asteroiden 16 Psyche. Sonden ble skutt opp 13. oktober 2023 og skal etter planen ankomme i august 2029. Da kan den undersøke om asteroiden er den blottlagte kjernen fra et planetembryo.

Kunstnerisk framstilling av asteroiden Psyche med metallaktige klipper og kratere
Kunstnerisk framstilling av asteroiden Psyche med metallaktige klipper og kratere
Bildekreditering: Maxar/ASU/P. Rubin/NASA/JPL-Caltech · Public domain · Vis bildekilden ↗

En mulig bit av en planets indre

Annibale de Gasparis oppdaget asteroide nummer 16 i 1852 og oppkalte den etter Psyche fra gresk mytologi. Den går i hovedbeltet rundt tre ganger så langt fra solen som jorden og bruker omtrent fem år på ett omløp. Middeldiameteren er rundt 222 kilometer, og den rommer nær én prosent av massen i hele asteroidebeltet.

Radar og spektralmålinger viser materiale rikt på jern og nikkel, typisk for en asteroide av M-type. Psyche kan være en metallkjerne som ble blottlagt da sammenstøt rev bort det steinete ytre laget av et planetesimal.

Hva finnes på innsiden?

Hvis Psyche er en avdekket kjerne, skilte et tidlig smeltet legeme seg først i metall nederst og silikater øverst før de ytre lagene gikk tapt. Tetthetsanslag på rundt 3,4–4,1 gram per kubikkcentimeter er imidlertid langt lavere enn for rent jern. Asteroiden kan i stedet være en porøs blanding av metall og stein. Å skille mellom disse mulighetene er et hovedmål for oppdraget.

Utviklingen av et planetesimal: oppsamling av materiale, oppvarming og lagdeling drevet av radioaktive stoffer, deretter sammenstøt som river bort det steinete ytre laget
Utviklingen av et planetesimal: oppsamling av materiale, oppvarming og lagdeling drevet av radioaktive stoffer, deretter sammenstøt som river bort det steinete ytre laget
Bildekreditering: Woudloper · CC BY-SA 4.0 · Vis bildekilden ↗

Gravitasjonshjelp ved Mars

Etter oppskytingen med Falcon Heavy passerte Psyche omtrent 4 600 kilometer over Mars 15. mai 2026. Planetens tyngdekraft endret fart og retning, samtidig som sonden fotograferte Mars og kalibrerte instrumentene. Ankomsten er planlagt til sommeren 2029, etterfulgt av undersøkelser fra flere banehøyder.

Falcon Heavy skyter opp Psyche fra Kennedy Space Center 13. oktober 2023
Falcon Heavy skyter opp Psyche fra Kennedy Space Center 13. oktober 2023
Bildekreditering: NASA/Aubrey Gemignani · Public domain · Vis bildekilden ↗

Stillegående solelektrisk framdrift

Den lange reisen bruker solelektrisk framdrift. Solcellepaneler med et spenn på rundt 25 meter forsyner fire Hall-effektmotorer med strøm. Motorene ioniserer xenon og akselererer ionene utover. Skyvekraften er liten, men sammenhengende drift i måneder og år endrer banen gradvis.

En Hall-effektmotor sender ut en blåfiolett stråle i et vakuumkammer
En Hall-effektmotor sender ut en blåfiolett stråle i et vakuumkammer
Bildekreditering: MrAdamJohnson · CC BY-SA 4.0 · Vis bildekilden ↗

Vitenskapelige instrumenter

Arizona State University leder oppdraget, som styres av NASA JPL. Et multispektralt kamera kartlegger overflatematerialet, et gamma- og nøytronspektrometer måler grunnstoffer, og et magnetometer leter etter gjenværende magnetisme. Radiosignaler i X-bånd brukes til å kartlegge tyngdefeltet. Demonstrasjonen Deep Space Optical Communications har dessuten sendt data med laser over hundrevis av millioner kilometer.

Kunstnerisk framstilling av Psyche-sonden på vei mot asteroiden med de store solcellepanelene utfoldet
Kunstnerisk framstilling av Psyche-sonden på vei mot asteroiden med de store solcellepanelene utfoldet
Bildekreditering: NASA/JPL-Caltech/Arizona State Univ./Space Systems Loral/Peter Rubin · Public domain · Vis bildekilden ↗

Hvorfor undersøke en metallrik stein?

Jordens kjerne ligger under omtrent 2 900 kilometer mantel, langt utenfor rekkevidden til boring. Enten Psyche er en blottlagt kjerne eller materiale rikt på metall som senere samlet seg, gir asteroiden en prøve på modeller for planetdannelse og en mulig nøkkel til jordens dype indre.

Kilde til 3D-modellen

Appen bygger på Psyche av LTElkins, lisensiert under CC BY 4.0. Oppdragets nettsted anbefaler denne modellen for 3D-utskrift og krediterer Zach Cosico-Probstfeld. Den opprinnelige STL-filen har ingen materialer; prosjektet legger til illustrative materialer. Dette er ikke en modell med ingeniørmessig presisjon. Geometrien er forenklet og komprimert for visning, og både målestokk og startorientering er illustrative og ikke utledet fra telemetri.

Kilder