Kosmos

Psyche: podróż do planetoidy bogatej w metale

Amerykańska sonda NASA Psyche wystartowała w 2023 roku ku planetoidzie bogatej w metale, innej od przeważnie skalistych lub lodowych światów badanych przez wiele misji. Poznanie jej składu i budowy może wyjaśnić, jak formowały się metaliczne jądra planet.

Artystyczna wizja planetoidy Psyche z metalicznie wyglądającymi urwiskami i kraterami
Artystyczna wizja planetoidy Psyche z metalicznie wyglądającymi urwiskami i kraterami
Autor obrazu: Maxar/ASU/P. Rubin/NASA/JPL-Caltech · Public domain · Zobacz źródło obrazu ↗

Najważniejsze informacje

Start
13 października 2023
Planowane dotarcie
2029
Asysta grawitacyjna Marsa
15 maja 2026
Operator
NASA / Arizona State University

Co kryje się pod tysiącami kilometrów ziemskich skał? Sonda Psyche zmierza ku naturalnemu porównaniu: bogatej w metal planetoidzie (16) Psyche. Wystrzelona 13 października 2023 roku, z planowanym dotarciem w sierpniu 2029 roku, sprawdzi, czy obiekt jest odsłoniętym jądrem zarodka planety.

Wizja artystyczna planetoidy Psyche z metalicznie wyglądającymi urwiskami i kraterami
Wizja artystyczna planetoidy Psyche z metalicznie wyglądającymi urwiskami i kraterami
Autor obrazu: Maxar/ASU/P. Rubin/NASA/JPL-Caltech · Public domain · Zobacz źródło obrazu ↗

Możliwy fragment wnętrza planety

Annibale de Gasparis odkrył planetoidę numer 16 w 1852 roku i nazwał ją imieniem greckiej Psyche. Obiega Słońce w pasie głównym w odległości około trzykrotnie większej niż Ziemia, a pełny obieg trwa mniej więcej pięć lat. Średnia średnica wynosi około 222 kilometrów, a masa około 1% masy pasa.

Radar i widma wskazują na materiał bogaty w żelazo i nikiel, charakterystyczny dla planetoidy typu M. Może to być metaliczne jądro odsłonięte, gdy uderzenia zerwały skaliste warstwy zewnętrzne planetozymala.

Co jest w środku?

Jeśli Psyche jest odsłoniętym jądrem, wczesne stopione ciało rozdzieliło najpierw metal w głębi i krzemiany wyżej, a potem utraciło warstwy zewnętrzne. Oszacowania gęstości 3,4–4,1 g/cm³ są jednak znacznie niższe niż dla czystego żelaza. Psyche może być porowatą mieszaniną metalu i skał. Rozróżnienie tych możliwości jest głównym celem misji.

Ewolucja planetozymala: akrecja, topnienie radiogeniczne i różnicowanie, a następnie zerwanie skalistej warstwy zewnętrznej przez uderzenia
Ewolucja planetozymala: akrecja, topnienie radiogeniczne i różnicowanie, a następnie zerwanie skalistej warstwy zewnętrznej przez uderzenia
Autor obrazu: Woudloper · CC BY-SA 4.0 · Zobacz źródło obrazu ↗

Asysta grawitacyjna przy Marsie

Po starcie na Falconie Heavy Psyche przeleciała około 4600 kilometrów nad Marsem 15 maja 2026 roku, zmieniając prędkość i kierunek, a jednocześnie fotografując planetę i kalibrując instrumenty. Dotarcie zaplanowano na lato 2029 roku, po czym sonda będzie badać planetoidę z kilku wysokości orbitalnych.

Falcon Heavy wynosi Psyche z Centrum Kosmicznego Kennedy’ego 13 października 2023 roku
Falcon Heavy wynosi Psyche z Centrum Kosmicznego Kennedy’ego 13 października 2023 roku
Autor obrazu: NASA/Aubrey Gemignani · Public domain · Zobacz źródło obrazu ↗

Cichy napęd słoneczno-elektryczny

Długa podróż wykorzystuje napęd słoneczno-elektryczny. Panele o rozpiętości około 25 metrów zasilają cztery silniki Halla, które jonizują ksenon i rozpędzają go na zewnątrz. Każdy daje niewielki ciąg, ale nieprzerwana praca przez miesiące lub lata stopniowo zmienia trajektorię.

Silnik Halla wytwarzający niebieskofioletową strugę w komorze próżniowej
Silnik Halla wytwarzający niebieskofioletową strugę w komorze próżniowej
Autor obrazu: MrAdamJohnson · CC BY-SA 4.0 · Zobacz źródło obrazu ↗

Instrumenty naukowe

Misją kieruje Arizona State University, a zarządza NASA JPL. Kamera wielospektralna mapuje materiały powierzchni, spektrometr promieniowania gamma i neutronów mierzy pierwiastki, a magnetometr szuka szczątkowego pola magnetycznego. Radio w paśmie X pozwala badać grawitację. Demonstrator Deep Space Optical Communications przesyłał również dane laserem z odległości setek milionów kilometrów.

Wizja artystyczna sondy Psyche z dużymi panelami słonecznymi zbliżającej się do planetoidy
Wizja artystyczna sondy Psyche z dużymi panelami słonecznymi zbliżającej się do planetoidy
Autor obrazu: NASA/JPL-Caltech/Arizona State Univ./Space Systems Loral/Peter Rubin · Public domain · Zobacz źródło obrazu ↗

Po co badać skałę bogatą w metal?

Jądro Ziemi znajduje się pod około 2900 kilometrami płaszcza, poza zasięgiem wiercenia. Niezależnie od tego, czy Psyche jest odsłoniętym jądrem, czy złożonym materiałem bogatym w metal, pozwala sprawdzać modele powstawania planet i lepiej rozumieć głębokie wnętrze Ziemi.

Źródło modelu 3D

Aplikacja wykorzystuje adaptację modelu Psyche autorstwa LTElkins, udostępnionego na licencji CC BY 4.0. Witryna misji poleca ten model do druku i przypisuje autorstwo Zachowi Cosico-Probstfeldowi. Oryginalny plik STL nie ma materiałów; projekt dodaje materiały poglądowe. Nie jest to model o dokładności inżynieryjnej. Geometrię uproszczono i skompresowano, a skala i początkowa orientacja nie pochodzą z telemetrii.

Źródła