La nave espacial psíquica de la NASA explorará un asteroide único en busca de evidencia del sistema solar temprano

Está previsto que se lance el próximo año, NASALa misión Psyche de la agencia marca la primera vez que la agencia se propone explorar un asteroide más rico en minerales que la roca o el hielo.

Han pasado más de 150 años desde que el novelista Julio Verne escribió Journey to the Center of the Earth, pero la realidad aún tiene que ponerse al día con esa aventura de ciencia ficción. Si bien los humanos no pueden hacer un camino hacia el núcleo metálico de nuestro planeta, la NASA tiene la mira puesta en visitar un asteroide gigante que puede ser el remanente congelado del núcleo fundido de un mundo pasado.

Este asteroide, llamado Psyche, orbita el sol en el cinturón de asteroides principal entre ellos. Marte Y Júpiter. Utilizando datos recopilados de radares terrestres y telescopios ópticos, los científicos creen que Psyche está hecho principalmente de metal. Parte o todo el interior rico en hierro podría haber sido un bloque de construcción planetario temprano que fue despojado de su litosfera exterior ya que chocó con frecuencia con otros cuerpos grandes durante la formación temprana del Sistema Solar.

El asteroide, que tiene unas 173 millas (280 kilómetros) de ancho en su punto más ancho, podría ser otra cosa. Podría ser una pieza sobrante de un tipo completamente diferente de cuerpo rico en hierro que se formó a partir de una sustancia rica en minerales en algún lugar del sistema solar.

La idea de este artista representa el asteroide Psyche, el objetivo de la misión Psyche de la NASA. Créditos de imagen: NASA / JPL-Caltech / ASU

La misión Psyche de la NASA espera averiguarlo. Programado para su lanzamiento en agosto de 2022, la nave espacial orbitará el asteroide después de él, tomará fotografías, mapeará la superficie y buscará evidencia de un antiguo campo magnético durante dos años. Saiki también estudiará neutrones y rayos gamma de la superficie del asteroide para ayudar a determinar su composición elemental.

Psyche, la primera misión para explorar un asteroide con una superficie que contiene grandes cantidades de metal en lugar de roca o hielo, busca comprender mejor los núcleos de hierro, un bloque de construcción inexplorado de la formación de planetas. También es posible que la misión brinde la primera oportunidad de examinar directamente el interior de un planeta rocoso al observar el interior de un cuerpo planetario previamente estratificado que nunca fue visible. Lo que los científicos están aprendiendo podría arrojar más luz sobre cómo se formaron la Tierra y otros planetas rocosos.

En el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, los ingenieros han integrado un espectrómetro de neutrones y rayos gamma en la nave espacial Psyche de la agencia. La herramienta ayudará a determinar los elementos que componen su objetivo, un asteroide también llamado Psyche. Crédito: NASA / JPL-Caltech

«Hay muchas preguntas fundamentales sin respuesta sobre Psyche», dijo la investigadora principal de la misión, Lindy Elkins Tanton de la Universidad Estatal de Arizona. «Y con todos los detalles que se agregan a partir de los datos que podemos recopilar desde el terreno, crear una historia plausible se vuelve más difícil. Realmente no sabemos lo que veremos hasta que lo visitemos, y nos sorprendería». «

Por ejemplo, las observaciones realizadas en tierra anteriormente llevaron a los científicos a creer que el asteroide era 90% metálico. Investigación reciente Dirigido por Elkins Tanton, utilizó mediciones de densidad actualizadas para estimar que la probabilidad de que el asteroide esté entre el 30% y el 60% es de metal.

En el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, un ingeniero examina los rayos gamma y un espectrómetro de neutrones a medida que se fusiona con la nave espacial Psyche de la agencia. La herramienta ayudará a identificar los elementos que componen su objetivo. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Y los científicos están desconcertados por qué Psyche parece tener un bajo contenido de óxidos de hierro, que son compuestos químicos hechos de hierro y oxígeno. Marte, Mercurio, VenusY toda la tierra está ahí. «Entonces, si tenemos razón en que Psyche es una mezcla de metal y roca, y que la roca tiene muy poco óxido de hierro, debe haber habido una historia extraña sobre cómo se creó, porque no encaja con las historias estándar. de Elkins Tanton «, dijo Elkins Tanton.

El secreto del alma

Los científicos tampoco saben dónde está Psyche. Es posible que se haya originado dentro del cinturón de asteroides principal, pero también es probable que haya nacido en la misma región que los planetas interiores de la Tierra, o en el sistema solar exterior, donde se encuentran ahora planetas gigantes como Júpiter. Ninguna de mis historias de origen sigue un camino simple hacia donde ahora vive Psyche, a 280 millones de millas (450 millones de kilómetros) del Sol.

Los asteroides en general pueden proporcionar información sobre la formación de planetas y cómo funcionaba el sistema solar temprano hace 4.600 millones de años. Pero Psyche es particularmente interesante para los científicos debido a su contenido metálico inusual, alta densidad y baja concentración de óxidos de hierro.

«El hecho de que sea tan inusual nos cuenta una nueva historia que no habíamos visto antes sobre cómo evolucionan los asteroides», dijo Bill Bottke, científico de la misión psíquica del Southwest Research Institute en Boulder, Colorado. «Esa es parte de la historia que no tenemos en este momento. Al unir esta pieza con todas las demás piezas que tenemos, continuamos mejorando nuestra historia sobre cómo se formó y evolucionó el sistema solar primitivo».

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Para ayudar a descubrir el origen del asteroide, la misión investigación científica Se basará en un magnetómetro, espectrómetro de neutrones y rayos gamma y un generador de imágenes multiespectral. Los científicos saben que un asteroide no genera un campo magnético como lo hace la Tierra, pero si Psyche tuvo un campo magnético en el pasado, todavía se puede registrar en el material de asteroides en la actualidad. Usando sensores montados en un brazo de 6 pies (2 metros), el magnetómetro puede determinar si Seichi todavía está magnetizado. Si es así, esto confirmaría que el asteroide es parte del núcleo de un pequeño planeta primitivo, el componente básico de un planeta primitivo.

Los ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California integraron el instrumento magnetómetro en la nave espacial Psyche de la agencia el 28 de junio de 2021. El instrumento ayudará a determinar si el asteroide Psyche es parte del planeta. Crédito: NASA / JPL-Caltech

El espectrómetro de neutrones y el espectrómetro de rayos gamma del orbitador ayudarán a los científicos a determinar los elementos químicos del asteroide. A medida que los rayos cósmicos y las partículas de alta energía afectan la superficie de Psyche, los elementos que componen el material de la superficie absorben energía. Los neutrones y los rayos gamma que se emiten en respuesta pueden ser detectados por un espectrómetro, lo que permite a los científicos comparar sus propiedades con las emitidas por elementos conocidos para determinar de qué está hecha Psyche.

Mientras tanto, un par de cámaras a color conforman el dispositivo de imágenes multiespectrales. El fotógrafo es sensible a la luz más allá de lo que los humanos pueden ver, utilizando filtros en longitudes de onda ultravioleta e infrarroja cercana. La luz reflejada en estos filtros puede ayudar a identificar los minerales de cualquier material rocoso que pueda estar presente en la superficie de Psyche.

Esta imagen muestra a un fotógrafo multiespectral de Psyche, en proceso de ensamblaje y prueba el 13 de septiembre de 2021, en Malin Space Science Systems en San Diego, California. Crédito: NASA / JPL-Caltech / ASU / MSSS

El sistema de comunicaciones de la nave espacial también ayudará con la ciencia. El sistema de radio de banda X se utiliza principalmente para enviar comandos a la nave espacial y recibir datos de ingeniería y científicos de ella. Pero los científicos también pueden analizar cambios sutiles en estas ondas de radio para medir la rotación, oscilación, masa y campo gravitacional de un objeto, proporcionando pistas adicionales sobre la formación y estructura del interior de Psyche.

ojos en uno mismo

Pero antes de que comience cualquiera de estos análisis científicos, habrá imágenes. Para fines de 2025, tres años después del lanzamiento, Psyche estará a la vista del asteroide y el equipo de imágenes estará en alerta máxima.

“Incluso antes de entrar en órbita, comenzaremos a obtener imágenes mucho mejores que las que podemos obtener de los telescopios en la Tierra. Comenzaremos a resolver características, viendo grandes cráteres, cuencas de cráteres, tal vez cadenas montañosas. ¿Quién sabe lo que veremos? «, dijo Jim Bell de la State University. Arizona, investigador principal adjunto en psicología y líder del equipo de imágenes. «Todo lo que sabemos es que la verdad del alma será más extraña y más hermosa de lo que podemos imaginar».

Esta ilustración muestra la nave espacial Psyche de la NASA, cuyo lanzamiento está previsto para agosto de 2022. Créditos de imagen: NASA / JPL-Caltech / ASU

Más sobre la misión

La Universidad Estatal de Arizona está liderando la misión Psyche. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California es responsable de la gestión general de la misión, la ingeniería de sistemas, la integración y las pruebas, y las operaciones de la misión. La fase de la misión conocida como las operaciones de montaje, prueba y lanzamiento está actualmente en curso en Laboratorio de propulsión a chorro. Para la próxima primavera, Psyche estará completamente ensamblado y listo para enviarse al Centro Espacial Kennedy de la NASA.

JPL también proporciona un instrumento de demostración de tecnología llamado Deep Space Optical Communications que también volará en Psyche y que probará comunicaciones láser de alta velocidad de datos que podrían usarse en futuras misiones de la NASA.