Pesawat Luar Angkasa Psikis NASA akan Menjelajahi Asteroid Unik untuk Bukti Awal Tata Surya

Misi Psyche NASA ke asteroid logam yang jauh akan membawa paket revolusioner Deep Space Communications (DSOC). Kredit Gambar: NASA / JPL-Caltech / ASU

Rencananya akan diluncurkan tahun depan, NASAMisi Psyche agensi menandai pertama kalinya agensi tersebut berangkat untuk menjelajahi asteroid yang lebih kaya mineral daripada batu atau es.

Sudah lebih dari 150 tahun sejak novelis Jules Verne menulis Journey to the Center of the Earth, tetapi kenyataan belum mengejar petualangan sci-fi itu. Sementara manusia tidak dapat membuat jalan menuju inti logam planet kita, NASA memiliki pandangan untuk mengunjungi asteroid raksasa yang mungkin merupakan sisa beku dari inti cair dari dunia masa lalu.

Asteroid ini, yang disebut Psyche, mengorbit matahari di sabuk asteroid utama di antara mereka Mars Dan Jupiter. Menggunakan data yang dikumpulkan dari radar berbasis darat dan teleskop optik, para ilmuwan percaya Psyche sebagian besar terbuat dari logam. Sebagian atau seluruh interior yang kaya zat besi bisa menjadi blok bangunan planet awal yang terlepas dari litosfer luarnya karena berulang kali bertabrakan dengan benda besar lainnya selama pembentukan awal Tata Surya.

Asteroid, yang lebarnya sekitar 173 mil (280 kilometer) pada titik terlebarnya, bisa menjadi sesuatu yang lain. Itu bisa menjadi bagian sisa dari jenis tubuh kaya zat besi yang sama sekali berbeda yang terbentuk dari zat kaya mineral di suatu tempat di tata surya.

Ide seniman ini menggambarkan asteroid Psyche, target misi Psyche NASA. Kredit Gambar: NASA / JPL-Caltech / ASU

Misi Psyche NASA berharap untuk mengetahuinya. Dijadwalkan untuk diluncurkan pada Agustus 2022, pesawat ruang angkasa itu akan mengorbit asteroid setelahnya, mengambil gambar, memetakan permukaan, dan mencari bukti medan magnet kuno selama dua tahun. Saiki juga akan mempelajari neutron dan sinar gamma dari permukaan asteroid untuk membantu menentukan komposisi unsurnya.

Misi pertama untuk menjelajahi asteroid dengan permukaan yang mengandung sejumlah besar logam daripada batu atau es, Psyche berusaha untuk lebih memahami inti besi, blok bangunan pembentukan planet yang belum dijelajahi. Mungkin juga misi tersebut akan memberikan kesempatan pertama untuk memeriksa secara langsung bagian dalam planet berbatu dengan melihat bagian dalam tubuh planet yang sebelumnya berlapis yang tidak pernah terlihat. Apa yang dipelajari para ilmuwan dapat menjelaskan lebih banyak tentang bagaimana Bumi dan planet berbatu lainnya terbentuk.

Di Laboratorium Propulsi Jet NASA, para insinyur telah mengintegrasikan spektrometer sinar gamma dan neutron pada pesawat ruang angkasa Psyche milik NASA. Alat tersebut akan membantu menentukan elemen yang membentuk targetnya, sebuah asteroid yang juga disebut Psyche. Kredit: NASA/JPL-Caltech

“Ada banyak pertanyaan mendasar yang belum terjawab tentang Psyche,” kata peneliti utama misi tersebut, Lindy Elkins Tanton dari Arizona State University. “Dan dengan semua detail yang ditambahkan dari data yang dapat kami kumpulkan dari lapangan, menjadi semakin sulit untuk membuat cerita yang masuk akal. Kami benar-benar tidak tahu apa yang akan kami lihat sampai kami berkunjung, dan kami akan terkejut.”

Misalnya, pengamatan berbasis darat sebelumnya membuat para ilmuwan percaya bahwa asteroid itu 90% logam. Penelitian Terbaru Dipimpin oleh Elkins Tanton, ia menggunakan pengukuran kepadatan yang diperbarui untuk memperkirakan bahwa probabilitas asteroid antara 30% dan 60% adalah logam.

Di Laboratorium Propulsi Jet NASA, seorang insinyur memeriksa sinar gamma dan spektrometer neutron saat menyatu dengan pesawat ruang angkasa Psyche milik agensi. Alat ini akan membantu mengidentifikasi elemen-elemen yang membentuk tujuannya. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Dan para ilmuwan bingung mengapa Psyche tampaknya rendah oksida besi, yang merupakan senyawa kimia yang terbuat dari besi dan oksigen. Mars, Merkurius, VenusDan seluruh bumi ada di sana. “Jadi, jika kita benar bahwa Psyche adalah campuran logam dan batu, dan batu itu memiliki sedikit oksida besi di dalamnya, pasti ada cerita aneh tentang bagaimana itu dibuat – karena tidak sesuai dengan cerita. dari Elkins Tanton,” kata Elkins Tanton.

Rahasia jiwa

Para ilmuwan juga tidak tahu di mana Psyche berada. Ini mungkin berasal dari sabuk asteroid utama, tetapi kemungkinan juga ia lahir di wilayah yang sama dengan planet dalam seperti Bumi – atau di tata surya luar, di mana planet raksasa seperti Jupiter sekarang berada. Tak satu pun dari cerita asal saya mengikuti jalan sederhana ke tempat Psyche sekarang tinggal, 280 juta mil (450 juta km) dari Matahari.

Asteroid secara umum dapat memberikan wawasan tentang pembentukan planet dan bagaimana tata surya awal berfungsi 4,6 miliar tahun yang lalu. Tetapi Psyche sangat menarik bagi para ilmuwan karena kandungan logamnya yang tidak biasa, kepadatan tinggi dan konsentrasi oksida besi yang rendah.

“Fakta bahwa itu sangat tidak biasa menceritakan kisah baru yang belum pernah kita lihat sebelumnya tentang bagaimana asteroid berevolusi,” kata Bill Bottke, seorang ilmuwan misi Psyche di Southwest Research Institute di Boulder, Colorado. “Itu adalah bagian dari cerita yang tidak kami miliki saat ini. Dengan menyatukan potongan ini dengan semua bagian lain yang kami miliki, kami terus meningkatkan cerita kami tentang bagaimana tata surya awal terbentuk dan berevolusi.”

Alat Perdagangan

Untuk membantu mengetahui asal usul asteroid, misinya penyelidikan ilmiah Ini akan didasarkan pada magnetometer, sinar gamma dan spektrometer neutron, dan pencitraan multispektral. Para ilmuwan tahu bahwa asteroid tidak menghasilkan medan magnet seperti Bumi, tetapi jika Psyche memiliki medan magnet di masa lalu, itu masih dapat direkam dalam bahan asteroid hari ini. Menggunakan sensor yang dipasang pada lengan 6 kaki (2 meter), magnetometer dapat menentukan apakah Seichi masih termagnetisasi. Jika demikian, ini akan mengkonfirmasi bahwa asteroid adalah bagian dari inti planet kecil awal, blok bangunan planet awal.

Insinyur di Laboratorium Propulsi Jet NASA di California Selatan mengintegrasikan instrumen magnetometer ke dalam pesawat ruang angkasa Psyche pada 28 Juni 2021. Instrumen ini akan membantu menentukan apakah asteroid Psyche adalah bagian dari planet ini. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Spektrometer neutron pengorbit dan spektrometer sinar gamma akan membantu para ilmuwan menentukan unsur-unsur kimia asteroid. Saat sinar kosmik dan partikel berenergi tinggi mempengaruhi permukaan Psyche, unsur-unsur yang membentuk material permukaan menyerap energi. Neutron dan sinar gamma yang dipancarkan sebagai respons dapat dideteksi oleh spektrometer, memungkinkan para ilmuwan untuk mencocokkan sifat mereka dengan yang dipancarkan oleh elemen yang diketahui untuk menentukan dari apa Psyche terbuat.

Sementara itu, sepasang kamera berwarna membentuk perangkat pencitraan multispektral. Perangkat pencitraan sensitif terhadap cahaya di luar apa yang dapat dilihat manusia, menggunakan filter pada panjang gelombang ultraviolet dan inframerah dekat. Cahaya yang dipantulkan dalam filter ini dapat membantu mengidentifikasi mineral dari bahan batuan apa pun yang mungkin ada di permukaan Psyche.

Gambar ini menunjukkan seorang fotografer multispektral Psyche, dalam proses perakitan dan pengujian pada 13 September 2021, di Malin Space Science Systems di San Diego, California. Kredit: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Sistem komunikasi pesawat ruang angkasa juga akan membantu sains. Sistem radio X-band terutama digunakan untuk mengirim perintah ke pesawat ruang angkasa dan menerima data teknik dan ilmiah darinya. Tetapi para ilmuwan juga dapat menganalisis perubahan halus dalam gelombang radio ini untuk mengukur rotasi, osilasi, massa, dan medan gravitasi suatu objek, memberikan petunjuk tambahan tentang pembentukan dan struktur interior Psyche.

mata pada diri sendiri

Tetapi sebelum analisis ilmiah ini dimulai, akan ada gambar-gambarnya. Pada akhir 2025, tiga tahun setelah peluncuran, Psyche akan berada di depan asteroid, dan tim pencitraan akan sangat waspada.

“Bahkan sebelum kita pergi ke orbit, kita akan mulai mendapatkan gambar yang jauh lebih baik daripada yang kita dapat dari teleskop di Bumi. Kita akan mulai memecahkan fitur, melihat kawah besar, cekungan kawah—mungkin pegunungan. Siapa yang tahu apa yang akan kita lihat? ” kata Jim Bell dari State University. Arizona, Deputi Peneliti Utama bidang Psikologi dan pemimpin tim pencitraan. “Yang kita tahu hanyalah bahwa kebenaran jiwa akan lebih asing dan lebih indah dari yang bisa kita bayangkan.”

Ilustrasi ini menggambarkan pesawat ruang angkasa Psyche NASA, yang dijadwalkan diluncurkan pada Agustus 2022. Kredit Gambar: NASA / JPL-Caltech / ASU

Lebih lanjut tentang misi

Arizona State University memimpin misi Psyche. Laboratorium Propulsi Jet NASA di California Selatan bertanggung jawab atas manajemen misi secara keseluruhan, rekayasa sistem, integrasi dan pengujian, dan operasi misi. Fase misi yang dikenal sebagai operasi perakitan, pengujian, dan peluncuran saat ini sedang berlangsung di Laboratorium Propulsi Jet. Pada musim semi mendatang, Psyche akan sepenuhnya dirakit dan siap untuk dikirim ke NASA’s Kennedy Space Center.

JPL juga menyediakan instrumen demonstrasi teknologi yang disebut Deep Space Optical Communications yang juga akan terbang di Psyche, dan yang akan menguji komunikasi laser berkecepatan data tinggi yang dapat digunakan pada misi NASA di masa depan.