Znajdź zawartość

Dzisiaj o godzinie 16:19 czasu polskiego ma wystartować misja Psyche. Jej celem jest wyjątkowy obiekt – największa w Układzie Słonecznym metaliczna asteroida Psyche. Znajduje się ona w głównym pasie planetoid, a wystrzelony pojazd będzie musiał przebyć 3,5 miliarda kilometrów zanim do niej dotrze. Dotychczas wysłane przez ludzi pojazdy odwiedzały obiekty zbudowane ze skał czy lodu. NASA wysyła zaś satelitę do asteroidy o wysokiej zawartości żelaza. W przeszłości Psyche mogła być jądrem planetozymalu, zalążka planety. Może być też pozostałością po obiekcie nieznanego obecnie typu, który był bogaty w żelazo i formował się gdzieś w Układzie Słonecznym. Badania Psyche – jeśli rzeczywiście jest to jądro planetozymalu – mogą pokazać, jak wygląda jądro Ziemi lub innych podobnych planet. Z tego punktu widzenia misję można uznać za wyprawę do wnętrza Ziemi. Nie jesteśmy w stanie bezpośrednio obserwować ziemskiego jądra. Psyche może dać nam taką możliwość i stanowić jedyną w swoim rodzaju okazję do badania początków planet typu ziemskiego. Psyche ma nieregularny kształt, jeśli wyobrazimy sobie ją jako owal, to wymiary asteroidy wyniosą 280x232 kilometry. Powierzchnia asteroidy wynosi 165 800 km2, czyli ponad połowę powierzchni Polski. Asteroida jest bardzo gęsta. Jej metr sześcienny ma masę 3400–4100 kilogramów. Odległość planetoidy od Ziemi waha się od 300 do 600 milionów kilometrów. Dla porównania warto pamiętać, że średnia odległość Ziemi od Słońca to 150 milionów kilometrów. Dotychczasowe badania, dokonywanie za pomocą radarów i mierzenia inercji termalnej wskazują, że Psyche to połączenie skał i metalu, a metal stanowi od 30 do 60 procent objętości asteroidy. Obserwacje radarowe i za pomocą teleskopów optycznych pozwoliły naukowcom na stworzenie trójwymiarowego modelu asteroidy. Wynika z niego, że znajdują się na niej dwa obniżenia podobne do kraterów, a na powierzchni występują znaczne różnice w kolorze i zawartości metalu. Dopóki jednak ludzkość nie wyśle na Psyche sondy, nie może być pewna, jak asteroida w rzeczywistości wygląda. Pojazd Psyche ma wielkość półciężarówki. Dotrze do celu w lipcu 2029 roku i przez 2 lata będzie krążył wokół asteroidy, prowadząc badania. Wyposażono go w kamerę multispektralną, która wykona zdjęcia zarówno w paśmie widzialnym, jak i w podczerwieni. Spektrometr rentgenowski i neutronowy pozwoli na badanie składu powierzchni asteroidy, a za pomocą magnetometru można będzie zmierzyć jej pole magnetyczne. Skaliste planety, takiej jak Ziemia, generują pole magnetyczne w płynnych metalicznych jądrach. Niewielkie zamrożone obiekty, jak asteroidy. Nie mają pola magnetycznego. Jeśli zaś magnetometr wykryje na Psyche pozostałości pola magnetycznego, będzie to silnym potwierdzeniem hipotezy, że asteroida to pozostałość jądra formującej się planety. Naukowcy liczą też na to, że na Psyche znajdą ślady ferrowulkanizmu. To nigdy nie obserwowane zjawisko, polegające na erupcji płynnego żelaza, do której dochodziło, gdy stygł odłupany od planety fragment jądra. Przy okazji misji Psyche NASA przetestuje system kosmicznej komunikacji laserowej (DSOC – Deep Space Optical Communications). Obecnie kontakt z pojazdami pracującymi poza Ziemią zapewniają fale radiowe. Mają one częstotliwość od 3 Hz do 3 THz. Tymczasem częstotliwość lasera podczerwonego sięga 300 THz, zatem transmisja danych za pośrednictwem laserów byłaby nawet 100-krotnie szybsza niż za pomocą fal radiowych. Ponadto laserowe systemy komunikacji są znacznie mniejsze i lżejsze, niż systemy komunikacji radiowej, co ma olbrzymie znaczenie podczas misji w kosmosie. Psyche nie będzie polegała na DSOC, a na standardowej komunikacji radiowej. Jeśli jednak testy systemu laserowego wypadną pomyślnie, będzie może zacząć stosować lasery w misjach kosmicznych. « powrót do artykułu

Za nieco ponad tydzień wystartuje misja Psyche, która ma za zadanie zbadanie pochodzenia jąder planetarnych. Celem misji jest asteroida 16 Psyche, najbardziej masywna asteroida typu M, która w przeszłości – jak sądzą naukowcy – była jądrem protoplanety. Jej badanie to główny cel misji, jednak przy okazji NASA chce przetestować technologię, z którą eksperci nie potrafią poradzić sobie od dziesięcioleci – przesyłanie w przestrzeni kosmicznej danych za pomocą lasera. Ludzkość planuje wysłanie w dalsze części przestrzeni kosmicznej więcej misji niż kiedykolwiek. Misje te powinny zebrać olbrzymią ilość danych, w tym obrazy i materiały wideo o wysokiej rozdzielczości. Jak jednak przesłać te dane na Ziemię? Obecnie wykorzystuje się transmisję radiową. Fale radiowe mają częstotliwość od 3 Hz do 3 THz. Tymczasem częstotliwość lasera podczerwonego sięga 300 THz, zatem transmisja z jego użyciem byłaby nawet 100-krotnie szybsza. Dlatego też naukowcy od dawna próbują wykorzystać lasery do łączności z pojazdami znajdującymi się poza Ziemią. Olbrzymią zaletą komunikacji laserowej, obok olbrzymiej pojemności, jest fakt, że wszystkie potrzebne elementy są niewielkie i ulegają ciągłej miniaturyzacji. A ma to olbrzymie znaczenie zarówno przy projektowaniu pojazdów wysyłanych w przestrzeń kosmiczną, jak i stacji nadawczo-odbiorczych na Ziemi. Znacznie łatwiej jest umieścić w pojeździe kosmicznym niewielkie elementy do komunikacji laserowej, niż podzespoły do komunikacji radiowej, w tym olbrzymie anteny. Gdyby jednak było to tak proste, to od dawna posługiwalibyśmy się laserami odbierając i wysyłając dane do pojazdów poza Ziemią. Tymczasem inżynierowie od dziesięcioleci próbują stworzyć system skutecznej komunikacji laserowej i wciąż im się to nie udało. Już w 1965 roku astronauci z misji Gemini VII próbowali wysłać z orbity sygnał za pomocą ręcznego 3-kilogramowego lasera. Próbę podjęto na długo zanim w ogóle istniały skuteczne systemy komunikacji laserowej. Późniejsze próby były bardziej udane. W 2013 roku przesłano dane pomiędzy satelitą LADEE, znajdującym się na orbicie Księżyca, a Ziemią. Przeprowadzono udane próby pomiędzy Ziemią a pojazdami na orbicie geosynchronicznej, a w bieżącym roku planowany jest test z wykorzystanim Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Psyche będzie pierwszą misją, w przypadku której komunikacja laserowa będzie testowana za pomocą pojazdu znajdującego się w dalszych partiach przestrzeni kosmicznej. Psyche będzie korzystała ze standardowego systemu komunikacji radiowej. Na pokładzie ma cztery anteny, w tym 2-metrową antenę kierunkową. Na potrzeby eksperymentu pojazd wyposażono w zestaw DSOC (Deep Space Optical Communications). W jego skład wchodzi laser podczerwony, spełniający rolę nadajnika, oraz zliczająca fotony kamera podłączona do 22-centymetrowego teleskopu optycznego, działająca jak odbiornik. Całość zawiera matrycę detektora składającą się z nadprzewodzących kabli działających w temperaturach kriogenicznych. Dzięki nim możliwe jest niezwykle precyzyjne zliczanie fotonów i określanie czasu ich odbioru z dokładnością większa niż nanosekunda. To właśnie w fotonach, a konkretnie w czasie ich przybycia do odbiornika, zakodowana będzie informacja. Taki system, mimo iż skomplikowany, jest mniejszy i lżejszy niż odbiornik radiowy. A to oznacza chociażby mniejsze koszty wystrzelenia pojazdu. Również mniejsze może być instalacja naziemna. Obecnie do komunikacji z misjami kosmicznymi NASA korzysta z Deep Space Network, zestawu 70-metrowych anten, które są drogie w budowie i utrzymaniu. Komunikacja laserowa ma wiele zalet, ale nie jest pozbawiona wad. Promieniowanie podczerwone jest łatwo blokowane przez chmury i czy dym. Mimo tych trudności, NASA nie rezygnuje z prób. System do nadawania i odbierania laserowych sygnałów ma znaleźć się na pokładzie misji Artemis II, która zabierze ludzi poza orbitę Księżyca. Jeśli się sprawdzi, będziemy mogli na żywo obserwować to wydarzenie w kolorze i rozdzielczości 4K. « powrót do artykułu

Dzięki teleskopowi ALMA (Atacama Large Milimeter/Submilimeter Array) udało się lepiej określić skład asteroidy Psyche. W sierpniu przyszłego roku ma wystartować misja, która dotrze do Psyche w 2026 roku. Przed kilkoma miesiącami NASA rozpoczęła końcowy montaż pojazdu, który poleci na spotkanie z asteroidą. Odkryta w 1852 roku Psyche to asteroida typu M, co oznacza, że jej spektrum najbardziej przypomina spektrum meteorytów żelaznych. Jako, że ma ona ponad 200 kilometrów średnicy, oznacza to, że jest największą znaną nam asteroidą żelazną. Psyche krąży wokół Słońca w głównym pasie asteroid, a jej odległość od Ziemi waha się między 180 a 329 milionów kilometrów. Ze względu na jej niewielkie rozmiary i dużą odległość, dość trudno jest badać ją z Ziemi. Dotychczas udawało się uzyskiwać jej obraz w postaci pojedynczego piksela. Jednak profesor Katherinie de Kleer i jej kolegom z Caltechu to nie wystarczało. Naukowcy połączyli dane z 66 anten wchodzących w skład ALMA. Dzięki wielokrotnym obserwacjom powierzchni Psyche byli w stanie uzyskać obraz złożony z 50 pikseli i zbadać inercję cieplną Psyche. Inaczej mówiąc, określili jak bardzo powierzchnia Psyche rozgrzewa się, gdy jest oświetlana przez Słońce i jak bardzo się chłodzi, gdy oświetlany dotychczas fragment odwraca się od Słońca. Okazało się, że Psyche kryje kilka tajemnic. Po pierwsze, niektóre obszary asteroidy mają inną temperaturę, niż pozostałe, co wskazuje, że powierzchnia nie jest jednorodna. Okazało się też, że Psyche charakteryzuje się relatywnie większą inercją cieplną niż inne asteroidy, ale jednocześnie wypromieniowuje około 60% mniej ciepła, niż można byłoby się spodziewać po obiekcie z tak dużą inercją. Naukowcy wysunęli hipotezę, że dzieje się tak, gdyż powierzchnia Psyche w co najmniej 30% jest metaliczna. Problem jednak w tym, że odbite od niej światło nie jest spolaryzowane, a tak by się działo, gdyby odbijało się od gładkiej lub stałej powierzchni metalicznej. Dlatego też naukowcy sądzą, że powierzchnia pokryta jest metalicznymi ziarnami, które rozpraszają światło. Jeśli rzeczywiście Psyche składa się głównie z metali, może to oznaczać, że jest jądrem protoplanety, która utraciła znaczną część swojej masy w wyniku kolizji i innym obiektem. Ewentualnie asteroida mogła powstać w innym – bliższym Słońcu – miejscu Układu Słonecznego niż to, gdzie obecnie się znajduje. Na ostateczne odpowiedzi co do natury Psyche będziemy musieli jeszcze kilka lat poczekać. Misja Psyche wystartuje w sierpniu 2022 roku. W maju 2023 pojazd zbliży się do Marsa, by skorzystać z jego asysty grawitacyjnej, a na początku 2026 wejdzie na orbitę Psyche i pozostanie tam przez 21 miesięcy. « powrót do artykułu

Do Jet Propulsion Laboratory dostarczono główny element pojazdu kosmicznego Psyche. Tym samym NASA rozpoczęła końcowy montaż pojazdu, który poleci na spotkanie z asteroidą. Składanie i testowanie całości potrwa przez około rok, a wiosną 2022 roku pojazd trafi na Przylądek Canaveral, skąd w sierpniu zostanie wystrzelony w kierunku głównego pasa asteroid. Wspomniany element, Solar Electric Propulsion (SEP) Chassis został zbudowany przez Maxar Technologies. Ma on rozmiary półciężarówki, a jego masa to ponad 80% masy całego pojazdu. Najbardziej rzucającym się w oczy elementem SEP jest duża antena, wystająca z obudowy chroniącej delikatne instrumenty naukowe. Patrzenie, jak całość wjeżdża to hangaru JPL było jednym z najbardziej przejmujących przeżyć w naszej 10-letniej pracy, mówi Lindy Elkins-Tanton z Arizona State University, która kieruje częścią naukową misji Psyche. Celem misji jest zbadanie bogatej w metale asteroidy Psyche, która krąży wokół Słońca w głównym pasie asteroid znajdującym się pomiędzy Marsem a Jowiszem. Naukowcy sądzą, że asteroida, której szerokość wynosi 226 kilometrów, jest zbudowana głównie z żelaza i niklu, a w przeszłości mogła tworzyć jądro wczesnej planety. Jej szczegółowe zbadanie może rzucić wiele światła na formowanie się Ziemi i innych planet. Dostarczony właśnie element jest już w dużej mierze gotowy. Wewnątrz SEP Chassis znajdują się system napędowy, grzewczy, nawigacyjny i sterowniczy. Firma Maxar dostarczy też duże panele słoneczne, które będą zasilały Psyche. Ostatni etap prac nad Psyche ruszył 16 marca, gdy inżynierowie dokonali przeglądu dostarczonych do tej pory podsystemów, komputera pokładowego, systemu komunikacyjnego i systemu dystrybucji energii. Upewnili się, że wszystko będzie razem działało. Teraz, gdy dotarła SEP Chassis, rozpoczęła się główna faza prac nad składaniem i testowaniem całości. W przyszłym miesiącu do JPL mają dotrzeć trzy brakujące instrumenty naukowe. Magnetometr będzie badał ewentualne pole magnetyczne asteroidy, spektrometr przeanalizuje neutrony i promienie gamma emitowane z powierzchni asteroidy, a multispektralny aparat pokaże, jak wygląda powierzchnia Psyche. Pojazd zostanie też wyposażony w instrument demonstracyjny, który posłuży do przetestowania szybkiej komunikacji laserowej. Jeśli test się powiedzie, przyszłe misje NASA będą mogły dostarczać więcej informacji niż obecnie. Gdy już pojazd Psyche zostanie złożony w całości, inżynierowie przetransportują go do wielkiej komory próżniowej, gdzie będzie poddawany testom w warunkach podobnych do panujących w przestrzeni kosmicznej. Misja wystartuje w sierpniu 2022 roku. W maju 2023 pojazd zbliży się do Marsa, by skorzystać z jego asysty grawitacyjnej, a na początku 2026 roku wejdzie na orbitę Psyche,na której pozostanie przez 21 miesięcy.   « powrót do artykułu

Niektóre asteroidy są bardzo gęste, składają się z żelaza i niklu. Naukowcy sądzą, że są one pozostałościami po jądrach dużych ciał niebieskich, które rozpadły się w wyniku kolizji. Są niezwykle stare, przez miliardy lat mogły być ukryte tysiące kilometrów pod powierzchnią planet. Ich zbadanie może przynieść olbrzymią ilość nowych informacji na temat wszechświata i Układu Słonecznego. Dlatego też NASA planuje misję na tego typu asteroidę. Jej celem będzie Psyche, największa metaliczna asteroida krążąca wokół Słońca. Misja ma wystartować nie wcześniej niż w 2022 roku, a jej celem będzie dotarcie na orbitę i dokładne zbadanie 226-kilometrowego obiektu. Na miejscu sonda może trafić na niezwykle egzotyczne zjawisko, krajobraz ukształtowany przez ferrowulkanizm, czyli erupcje płynnego żelaza, do których dochodziło, gdy stygł odłupany od planety fragment jądra. Ekspertom jeszcze nigdy nie udało się zaobserwować ferrowulkanizmu. Zdobycie dowodów na to, że rzeczywiście miał on miejsce na Psyche może na nowo napisać historię jąder planetarnych i odpowiedzieć na wiele pytań z dziedziny geofizyki. Lindy Elkins-Tanton, główna badaczka misji Psyche, mówi, że wraz z zespołem zamierza poszukać tam dowodów na ferrowulkanizm i ma nadzieję, że dokonają niezwykłego odkrycia. Psyche była prawdopodobnie w przeszłości otoczona krzemowym skalistym płaszczem, osłaniającym metaliczne jądro. Jednak nigdy nie stała się częścią planety. "Wczesny Układ Słoneczny był jak tor ze zderzającymi się samochodami", mówi Matthew Genge, eksperd od meteorytów z Imperial College London. Przez miliony lat w proto-Psyche mogła uderzać olbrzymia liczba mniejszych obiektów, w które w końcu pozbawiły ją skalistej otoczki, odsłaniając żelazno-niklową Psyche. Jacob Adams z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz, i jego promotor Francis Nimmo, stworzyli serię matematycznych modeli, które brały pod uwagę uproszczony model metalicznego asteroidy i sprawdzały, co się dzieje, gdy taki asteroid stygnie od zewnątrz. Po utracie otaczających go warstw taki asteroida będzie stopniowo zamarzał i kurczył się, przez co na powierzchni pojawią się pęknięcia. Znajdujące się głębiej płynne żelazo będzie przez te pęknięcia uciekało. Symulowane asteroidy były mniej więcej wielkości Psyche, zatem być może uda się taki scenariusz zweryfikować podczas badań tej asteroidy. To, w jaki sposób planety stygną, może całkowicie zmienić ich historię. Ziemia, w 4,5 miliarda lat po swoim powstaniu, ma wciąż gorące, stopniowo stygnące jądro. Dotychczas ono nie wystygło, gdyż jest chronione przez grube kolejne warstwy naszej planety. Inaczej miała się sprawa z Merkurym. Jego niewielkie rozmiary i jądro stosunkowo większe względem planety niż ziemskie, spowodowały, że jądro planety wystygło i się skurczyło. W ramach tego procesu doszło do skurczenia zewnętrznych warstw planety i całej jej powierzchni, co zamknęło szczeliny, przez które w przeszłości wypływała magma. Psyche sama w sobie jest niezwykle interesująca. Dotychczasowe badania wskazują, że w połowie składa się ona z żelaza. ALbo więc jest niezwykle porowata, albo coś innego znacząco zmieniło jej strukturę. Ostatnio zaprezentowane wyliczenia sugerują, że mogą tam istnieć kominy wulkaniczne, a niewielką gęstość asteroidy można wyjaśnić, jeśli wciąż posiada ona skalisty płaszcz, a wewnątrz wciąż zachodzą procesy ferrowulkaniczne. Niewykluczone, że w jądrze znajduje się radioaktywne aluminium-26, które podtrzymuje aktywność wulkaniczną. Celem misji Psyche będzie zbadanie wieku asteroidy oraz względnego wieku jej poszczególnych regionów, sprawdzenie, czy składa się ona z tych samych pierwiastków, których spodziewamy się w jądrze Ziemi, zbadanie, czy Psyche formowała się w obecności większej czy mniejszej ilości tlenu niż ziemskie jądro oraz wykonanie mapy asteroidy. Misja Psyche zostanie wyposażona w cztery instrumenty – aparat fotograficzny wykonujący zdjęcia w różnych zakresach fali, spektrometr neutronowy i rentgenowski, magnetometr oraz urządzenie do pomiarów grawitacji. Ponadto sonda zostanie wyposażona w nowoczesny laserowy system kompunikacji (Deep Space Optical Communication – DSOC), a specjaliści z Jet Propulsion Laboratory przeprowadzą testy tego systemu. Jeśli się on sprawdzi, możemy zyskać znacznie bardziej wydajny sposób przesyłania danych pomiędzy Ziemią a obiektami pracującymi w przestrzeni kosmicznej. Obecny plan misji zakłada, że Psyche zostanie wystrzelona w 2022 roku, w roku 2023 skorzysta z asysty grawitacyjnej Marsa, na orbitę asteroidy dotrze w roku 2026 i pozostanie na niej przez 21 miesięcy. Przygotowania do misji idą najwyraźniej lepiej niż się spodziewano. Jeszcze dwa lata temu informowaliśmy, że Psyche ma wystartować w 2023 roku. « powrót do artykułu