США отправили на ракете Илона Маска научную миссию к металлическому астероиду Психея. Зонд прибудет с цели только в 2029 году и попытается выяснить, как возник этот необычный металлический астероид и как его происхождение связано с рождением Земли и других планет.
С космодрома во Флориде стартовала одна из наиболее значимых межпланетных миссий года — экспедиция американского зонда к астероиду (16) Психея. Миссия запущена с помощью сверхтяжелой ракеты компании SpaceX Falcon Heavy. По расчетам ученых, в 2029 году аппарат достигнет астероида, находящегося в Главном поясе астероидом между орбитами Марса и Юпитера, преодолев к тому времени 3,5 млрд километров.
Aubrey Gemignani / NASA / AP
Астероид Психея
Астероид Психея был открыт в 1852 году итальянским астрономом Аннибале де Гаспарисом и назван в честь Психеи, олицетворения души в древнегреческой мифологии. Астероид принадлежит к спектральному классу М , что означает высокое содержание металлов в его составе. Ученые предполагают, что миллиарды лет назад астероид диаметром 279 километров мог быть ядром зарождавшейся планеты величиной с Марс, однако сильнейшие столкновения с другими телами Солнечной системы остановили этот процесс.
Планетезимали, небольшие тела, способные стать зародышами будущих планет, по расчетам астрономов, должны иметь в составе много оксидов железа, которые отсутствуют в составе Психеи. Это заставляет ученых предположить, что изучение Психеи может раскрыть иной механизм образования планет, в том числе и Земли, поскольку ядро нашей планеты, как и Психея, весьма схожи по составу, в который входит железо и никель.
NASA / JPL-Caltech / ASU
Во-вторых, ученые предполагают, что вещество Психеи сформировалось недалеко от Солнца, а входившие в его состав оксиды лишились атомов кислорода уже позднее. «Такой тип вещества в течение долгого времени обсуждался учеными, но мы нигде его не находили прежде, — пояснила руководитель миссии Линди Элкин-Тантон. — Подумайте, о том, что значит иметь только один такой объект во всей Солнечной системе!».
«Другая идея заключается в том, что Психея представляет собой первичное нерасплавленное тело, в основном сформированное из первоначального вещества Солнечной системы, которое слиплось под действием гравитации, — считает Бен Вайс, замруководителя миссии. — В этом случае мы станем свидетелем ошеломляющих ископаемых остатков древней Солнечной системы».
Миссия «Психея»
Аппарат оснащен набором солнечных батарей, для изучения свойств астероида на его борту имеются магнетометр, нейтронный спектрометр и многоспектральная камера. В ходе полета он будут использовать не привычные ракетные двигатели, а ионные, которые создают малую, но постоянную тягу, ускоряя электрическим полем и выбрасывая в пространство атомы ксенона.
NASA / JPL-Caltech / ASU
По словам Дэвида О, инженера из Лаборатории реактивного движения NASA, это первая в истории межпланетная миссия, использующая двигатели на основе эффекта Холла. «Атомы ксенона вылетают из двигателя со скоростью 15 км/с, — пояснил О. — Это в пять раз быстрее, чем топливо в обычной химической ракете. 30 лет назад, когда я был старшекурсником, я работал над двигателями на эффекте Холла. В то время они воспринимались как эзотерическая и экспериментальная технология будущего…».
Во время путешествия аппарат будет участвовать в эксперименте по установления связи с Землей с помощью широкополосного лазерного канала. По словам ученых, эта технология способна обеспечить передачу в 10 раз больше данных на Землю с орбиты Марса, чем обычные радиоканалы. Предполагается, что в будущем такой способ связи будет использован при планировании пилотируемых миссий к Марсу. Чтобы прибыть к астероиду к августу 2029 года, аппарату предстоит совершить гравитационный маневр вокруг Марса, который должен изменить скорость зонда и направить его в нужную сторону. «Затем мы снова запустим нашу ионную двигательную установку и используем ее, чтобы проделать остаток пути до Психеи», — пояснил О.
Достигнув астероида, аппарат сначала начнет изучать его магнитное поле с большого расстояния, затем с помощью мультиспектральной камеры исследовать особенности рельефа. Затем, опускаясь на все более близкие орбиты, зонд с помощью лазера будет определять плотность и массу тела, а также с помощью гамма- и нейтронного спектрометра изучать его точную форму и элементный состав поверхности.
Один из экспериментов будет задействовать передающую антенну аппарата для изучения аномалий гравитационного поля астероида. «Мы можем использовать ее для изучения гравитации, — пояснил Вайс, сравнив феномен со звуком проходящего рядом поезда. — Когда он едет на вас, его звук становится выше, когда проходит мимо — ниже. Мы можем следить за частотой радиоволн от антенны и вычислять, как быстро движется аппарат. Мы можем следить за его скоростью вращения, как функцией его положения вокруг астероида, и из этого вычислять, насколько неоднородно гравитационное поле».