Недавно NASA запустило зонд Psyche (Психея) - это необычная миссия, направленная на одноименный астероид. Психея - это не просто небесное тело: считается, что она является остаточным ядром планеты, которая так и не появилась на свет. Эта новаторская миссия предоставляет человечеству уникальную возможность непосредственно наблюдать ядро планетарного тела, что позволяет получить ценные сведения о формировании Земли и соседних с ней небесных тел.
Путешествие зонда Psyche началось 13 октября 2023 года, когда он отправился в космос. Космический аппарат должен пройти через главный пояс астероидов и в конечном итоге достичь загадочного астероида Психея. Эта затея не лишена риска, особенно при попытке выйти на орбиту вокруг Психеи, но научное вознаграждение, несомненно, стоит того. Эта миссия обещает открыть далекое прошлое Земли и даже заглянуть в самое ее ядро.
Происхождение планет
Образование планет остается одним из самых загадочных и таинственных процессов в истории нашей Солнечной системы. Вокруг этой темы возникает множество вопросов и гипотез, прежде всего потому, что никто и никогда не наблюдал этого явления. Один из важнейших вопросов касается продолжительности формирования Земли, оценки которой варьируются от миллионов до сотен миллионов лет.
Гравитация играла главную роль в формировании планет. Материя притягивалась друг к другу, объединяясь в более мелкие небесные тела. В зависимости от скорости движения эти тела сталкивались, либо объединялись, либо распадались. Эти первоначальные планетообразующие тела называются планетезималями, хотя вопрос о том, какого размера планетезималь следует считать таковой, остается дискуссионным. Одни описывают их как блоки размером в километр, другие - как почти полноценные луны, что приводит к широкому диапазону размеров.
Некоторым планетезималям удалось вырасти до значительного диаметра, часто до сотен километров. Эти более массивные тела подверглись гравитационной дифференциации - разделению вещества на отдельные слои. Под действием гравитации тяжелые элементы, например металлы, опускались к центру, а легкие элементы выталкивались ближе к поверхности.
Этот процесс объясняет, почему средняя плотность Земли, составляющая 5,5 грамма на кубический сантиметр, в два раза выше плотности пород, составляющих кору. Мантия плотнее коры, а ядро, состоящее, как считается, в основном из железа и никеля, находится под ней, создавая магнитное поле Земли. Тем не менее эти выводы сделаны в основном на основе косвенных данных, поскольку даже бурение сквозь земную кору остается сложной задачей.
Исследование космоса: Уникальная перспектива
Астрономы могут найти в просторах космоса то, что ускользает от нас на Земле. Некоторые астероиды, классифицируемые как астероиды М-типа по спектру, плотности и отражательной способности, богаты металлами. Интригующая возможность того, что эти астероиды М-типа являются остатками планетезималей, раздробленных при сильных столкновениях с соседними телами, не дает покоя исследователям. Железные метеориты, изредка встречающиеся на Земле, могут быть фрагментами ядер этих планет.
Эта гипотеза заманчива, но требует подтверждения. Астероиды даже в самые лучшие телескопы выглядят ничтожными пятнышками, лишенными сложных деталей. Кроме того, космические зонды еще не посещали астероиды типа М, и этот пробел призван заполнить первый в своем роде космический аппарат Psyche.
Характеристики Психеи
Астероид Психея, впервые открытый в 1852 году, постоянно интригует астрономов своей светимостью. По современным данным, он на 30-60% состоит из металла и имеет плотность от 3,4 до 4,1 грамма на кубический сантиметр - характеристики, напоминающие ядро зарождающейся протопланеты.
Научные приборы "Психеи
Зонд "Психея" оснащен тремя научными приборами, каждый из которых имеет свое назначение. Во-первых, двойная мультиспектральная камера будет делать снимки астероида в видимом и инфракрасном диапазонах, что позволит определить рельеф и минеральный состав поверхности Психеи. Во-вторых, нейтронный и гамма-спектрометр будет наблюдать за ядерными реакциями, происходящими в результате воздействия космических лучей на Психею, что позволит получить ценные сведения о химическом составе астероида. Наконец, магнитометр будет исследовать потенциальные магнитные свойства Психеи, что позволит получить доказательства ее протопланетного прошлого, особенно если будет обнаружена остаточная намагниченность.
Помимо этих приборов, сам космический аппарат Psyche служит инструментом для изучения гравитации астероида. Точно отслеживая его траекторию по радиолучу, ученые составят карту гравитационного поля Психеи, что позволит пролить свет на распределение массы по небесному телу.
Логистика миссии
Зонд "Психея" оснащен четырьмя двигателями, каждый из которых создает тягу всего 0,24 ньютона, что примерно равно силе, которую оказывает на ладонь батарейка от часов. Зонд будет опираться в основном на гравитационное притяжение Солнца.
