NASA’nın MIT ile derinden bağlantılı olan Psyche misyonu, ilkel bir gezegenin çekirdeği olduğuna inanılan, Mars ve Jüpiter arasındaki metal açısından zengin bir asteroidi keşfetmeyi amaçlıyor. MIT araştırmacıları, misyonun manyetik alanı ve yerçekimi çalışmalarında önemli roller oynuyor. Uzay aracı bir manyetometre, kameralar ve bir gama ışını ve nötron spektrometresiyle donatılacak; bunların hepsi asteroitin bileşimi ve manyetik özelliklerine ilişkin gizemleri ortaya çıkarmak için çok önemli. (Asteroit Psyche’nin yakın çekiminin sanatçı tarafından yorumlanması.) Katkıda bulunanlar: Peter Rubin/ASU
NASA misyonu, derin kökleri olan bir proje MİTbizimki gibi bir gezegen çekirdeğinin kalıntısı olabilecek metalik bir uzay kayasına doğru rota belirliyor.
13 Ekim’de NASA’nın Psyche misyonu başlatıldı ve şimdi uzay aracı metal bir dünyaya doğru ilerliyor.
Kanat benzeri güneş panellerine sahip minibüs büyüklüğünde bir uzay aracı olan Psyche, geçen Cuma günü Doğu Saati ile 10:19’da SpaceX Falcon Heavy roketiyle fırlatıldı. Psyche’nin hedefi, ana asteroit kuşağı içinde güneşin yörüngesinde dönen, aynı adı taşıyan, patates şeklinde bir asteroittir. Mars Ve Jüpiter.
Gökbilimciler, Massachusetts büyüklüğündeki asteroit Psyche’nin çoğunlukla metalden yapıldığından şüpheleniyorlar. Eğer durum buysa, asteroit, Dünya’nın kendi metal açısından zengin çekirdeğinin nasıl oluştuğuna dair ipuçları taşıyabilecek erken dönem, bebeklik çağındaki bir gezegenin açıkta kalan çekirdeği olabilir.
“Bu bir bulmaca. Manyetometrenin tasarımına yardımcı olan MIT Araştırma Bilimcisi Jodie Ream, yalnızca parçaların birbirine nasıl uyduğunu değil, aynı zamanda parçaların ne olduğunu da çözmeniz gerektiğini söylüyor.
NASA’nın Psyche uzay aracı, SpaceX Falcon Heavy roketinin üzerinde, 13 Ekim 2023 Cuma günü saat 10:19 EDT’de Florida’daki Kennedy Uzay Merkezi’nin tarihi Fırlatma Kompleksi 39A’dan havalanıyor. Psyche misyonu, aynı özelliklere sahip metal açısından zengin bir asteroit üzerinde çalışacak. Mars ve Jüpiter arasındaki ana asteroit kuşağında bulunan isim. Bu, NASA’nın kaya veya buzdan daha fazla metal içeren bir asteroidi incelemeye yönelik ilk görevidir. Riding with Psyche, Ay’ın ötesinde lazer iletişiminin ilk testi olacak, NASA’nın Derin Uzay Optik İletişimi (DSOC) deneyi olan öncü bir teknoloji gösterisidir. Kredi bilgileri: SpaceX
Yolculuk Detayları ve MİT Bağlantıları
Psyche misyonu, NASA’nın Kennedy Uzay Merkezi’nden fırlatıldıktan sonra altı yıllık gezegenler arası bir yolculuğa çıktı. 2026’da uzay aracı Mars’a yaklaşacak ve burada gezegenin çekim kuvveti uzay aracını asteroide fırlatacak. Görev Psyche’ye 2029’da ulaşacak ve burada 26 ay daha uzay kayasının yörüngesinde dolaşarak ve araştırarak, yüzey bileşimini analiz ederek, yer çekiminin haritasını çıkararak ve sahip olabileceği manyetik alanı ölçerek geçirecek.
MIT’deki bilim insanları Psyche’nin manyetik alan ve yerçekimi çalışmalarına liderlik ediyor. Ve bir bütün olarak görevin MIT’ye kadar uzanan bir geçmişi var. Psyche’nin baş araştırmacısı MIT mezunu ve eski profesör Lindy Elkins-Tanton ’87, SM ’87, PhD ’02, şu anda Arizona Devlet Üniversitesi’nde profesördür; baş araştırmacı yardımcısı ise MIT gezegen bilimi profesörü Benjamin Weiss’tir. Aynı zamanda ASU Gezegenlerarası İnisiyatif’in başkan yardımcısı olan Elkins-Tanton, görev sorumlusu rolünde, metal dünyasına yapılacak ilk görevde uzun süreli MIT meslektaşlarının da dahil olduğu bir ekibe liderlik ediyor.
Elkins-Tanton, “Yeni türde bir dünyanın temel keşiflerini üstlenebilmek, hayatım boyunca hayal ettiğim her şeyin ötesinde bir heyecan ve ayrıcalıktır” diyor. “Fakat bunun en iyi yanı, bu yolculukta birlikte olan insanlardan oluşan büyük bir ekibin yaratılmasına ve desteklenmesine yardımcı olmaktır.”
NASA’nın Psyche uzay aracı, çoğunluğunun metalden yapıldığına inanılan bir asteroide yolculuk yapmayı amaçlıyor. Bu eşsiz keşif, gezegen oluşumunun ilk günlerine dair bilgiler sağlayabilir. Kredi bilgileri: NASA/JPL-Caltech/ASU
Psyche’nin Kökeni Üzerine Bir Hipotez
Bilim insanları Psyche’nin gezegensel gelişimin durdurulduğu bir durumu temsil edebileceğini öne sürdüler. Dünya ve diğer kayalık gezegenler, yaklaşık 4,5 milyar yıl önce metal bakımından zengin çekirdekleri etrafında malzeme biriktirmeye devam ederken, Psyche, kayalık yüzeyinden kopan ve arkasında çıplak bir metalik çekirdek bırakan çok sayıda çarpışmaya maruz kalarak zamansız bir sonla karşılaşmış olabilir. Bilim insanları bu çekirdeğin aynı zamanda Dünya’nın merkezini oluşturan elementleri de barındırabileceğine inanıyor.
Weiss, “Bu, çoğunlukla kaya veya buzdan değil, metalden oluşan bir gövdeye ilk görev gönderişimiz olacak” diyor. “Bu asteroit potansiyel olarak metal bir dünya olmasının yanı sıra asteroitler gezegenlerin yapı taşlarıdır. Böylece Psyche bize gezegenlerin nasıl oluştuğu hakkında bir şeyler anlatabilir.”
Psyche gibi bir asteroidi keşfetme misyonunun tohumları, 2010 yılında MIT’de Weiss ve Elkins-Tanton arasında yapılan tesadüfi bir konuşma sırasında atıldı. O zamanlar Elkins-Tanton, MIT’nin Dünya, Atmosfer ve Gezegen Bilimleri Bölümü’nde profesördü ve o günkü öğretmenliği yeni bitirmişti.
Weiss, “Ofisimin önünden geçerken ‘Hey, bir dakikan var mı?’ dedim” diye anımsıyor Weiss.
Weiss, 1969’da Dünya’ya parça yağmuru olarak düşen bir göktaşı olan Allende’nin örneklerini inceliyordu. Numuneler mıknatıslanmış gibi görünüyordu ama aynı zamanda ilginç bir şekilde erimemişti. Weiss, uzayda manyetik alanlar oluşturan erime ve çalkalanma belirtileri olmadan böyle bir cismin nasıl mıknatıslanabildiğini merak etti.
NASA’nın Psyche Misyonu, Mars ve Jüpiter arasında yer alan, metal bakımından zengin asteroit Psyche’yi keşfetmeye hazırlanıyor. Bilim insanları bu asteroitin erken bir gezegenin açığa çıkan çekirdeği olabileceğine ve Dünya’nın kendi çekirdeğinin oluşumu hakkında ipuçları verebileceğine inanıyor. Kredi bilgileri: NASA/JPL-Caltech/ASU
Az önce çekirdeklerin erimesi ve gezegen oluşumu konusunda ders veren Elkins-Tanton bir fikir öne sürdü: Bir gezegen ilk oluştuğunda, erimemiş kaya ve toz birikiminden biraz daha fazlasıdır. Bebek gezegene daha fazla malzeme çarptıkça, çarpışmalar en içteki bölgeleri iterek, erimemiş malzemeyle çevrelenmiş, erimiş, çalkalanan bir çekirdek üretiyor. Erimiş, dönen çekirdek, bir gezegenin erimemiş dış katmanlarına etki edebilecek bir manyetik alan oluşturabilir.
Belki de ikisi, Allende’nin manyetize edilmiş, erimemiş parçalarının, erimiş, manyetik bir çekirdeği barındıran bir gezegensel veya erken gezegenin dış katmanından geldiğini fark etti. Eğer durum böyleyse, muhtemelen diğer göktaşı parçaları da erken farklılaşmış gezegenlerin kalıntıları olabilir.
Elkins-Tanton, “Ben’in Allende göktaşındaki şok edici manyetizma keşfinden bahsettiğini duymak ve ardından buna yol açabilecek oluşumun fiziği ve kimyasına ilişkin zihinsel bir modele hemen sahip olmak, sadece bir anlık saf mutluluktu” diyor. onların gerçekleşmesi.
O ve Weiss fikirlerini şu şekilde yazdılar: iki 2011 evraklar. Daha sonra mühendisler kapıyı çalmaya geldi.
“Lindy’den bir telefon geldi JPL (NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı),” diyor Weiss. “Gazeteyi okudular ve ‘Bu gerçekten harika’ dediler. Bu fikri test etmenin, yani cisimleri kısmen eritebilmenin ve meteorları mıknatıslayabilmenin bir yolu var mı?’”
Çağrı, sonunda bir görev konseptine dönüşen bir dizi beyin fırtınasını başlattı: eski bir gezegen çekirdeğini keşfetmek için bir uzay aracı göndermek. Asteroit Psyche’nin Dünya’ya nispeten yakın olması ve metal açısından zengin, çekirdek benzeri içeriğe sahip olması nedeniyle en iyi atış olduğunu fark ettiler.
Bir Asteroit Alanı
2017 yılında takımın Psyche’ye görev teklifine yeşil ışık yakıldı NASA’nın Keşif Programının bir parçası olarak. O zamandan beri ASU’ya taşınan Elkins-Tanton misyonun başına geçerken, Weiss; MIT’nin EA Griswold Jeofizik Profesörü ve araştırmadan sorumlu başkan yardımcısı Maria Zuber; ve MIT’deki diğerleri misyonun bilim ekibine katıldı. JPL’deki bilim adamları ve mühendisler, Psyche’nin metal açısından zengin bir çekirdek olup olmadığını belirlemek için bir uzay aracının ihtiyaç duyacağı donanımı birlikte planladılar.
Çevresel testlerin başarıyla tamamlanmasının kutlanması @MissionToPsyche görev PI ve eski öğrenciyle birlikte uzay aracı @ltelkins ! pic.twitter.com/U3YueLJRA7
— Maria Zuber (@maria_zuber) 16 Nisan 2022
Üç cihaza karar verdiler: Psyche’nin yüzey katmanlarına basılabilecek eski bir manyetik alanın işaretlerini arayacak bir manyetometre; Psyche’nin yüzeyindeki görüntüleri çekecek ve metalin görsel işaretlerini tespit edecek bir çift kamera; ve asteroitin nötron ve gama ışınları emisyonlarını ölçecek bir gama ışını ve nötron spektrometresi. Bu ölçümler bilim adamlarına yüzeyinde hangi metalik elementlerin bulunduğunu söyleyebilir.
Uzay aracı ayrıca, esas olarak radyo dalgaları şeklinde veri göndermek ve komutları almak için kullanılacak bir iletişim sistemi de taşıyacak. Zuber liderliğindeki bir bilim ekibi de sistemi bir yerçekimi çalışması yürütmek için kullanacak. Ekip, uzay aracı asteroitin yörüngesinde dönerken radyo dalgalarını analiz edecek ve kendilerinin ve uzay aracının asteroitin çekim kuvvetinden nasıl etkilendiğini görecek. Bu analizler, bilim adamlarının Psyche’nin yerçekimi alanını haritalandırmasına yardımcı olacak ve böylece asteroitin kütlesini ve bu kütlenin metalden yapılmış olma ihtimalini belirleyebilecek.
Manyetometre soruşturması Weiss tarafından yürütülüyor ve MIT’deki diğer kişiler de dahil. Cihaz, Danimarka Teknik Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından tasarlandı ve üretildi. Ekip, kol benzeri bir boma monte edilmiş iki sensörden oluşan manyetometrenin tasarımını geliştirmek için JPL mühendisleriyle birlikte çalıştı; bu, cihazın uzay aracından gelen “gürültü” ortasında asteroitin kendisinden herhangi bir manyetik sinyal almasına yardımcı olacak bir konfigürasyon. , güneş panelleri ve çevresi.
Manyetometrenin Psyche’den aldığı manyetik alanı yorumlamak için MIT ekibi, simüle edilmiş manyetik alan modellerinden oluşan bir “kütüphane” geliştirdi.
İleriye Bakış
MIT Araştırma Bilimcisi Rona Oran, “Uzay gezegenlerden, kendi güneşimizden ve güneş rüzgarından gelen manyetik alanlarla dolu” diyor. “Simülasyon kütüphanemiz farklı senaryoları incelememize olanak tanıyacak, böylece Psyche’e vardığımızda bu araçları asteroitin gerçek alanını elde etmek için kullanacağız.”
Aslına bakılırsa, ekibin kütüphaneyi geliştirmek ve asteroite doğru ilerleyen uzay aracının etrafındaki manyetik alanları anlama konusunda birçok şansı olacak. Psyche fırlatıldıktan kısa bir süre sonra mühendisler, yolculuğu boyunca uzay aracının etrafındaki manyetik alanları sürekli olarak ölçecek olan manyetometreyi açacaklar. Bu veriler düzenli olarak JPL’ye bağlanacak ve MIT’deki iki veri işleme merkezine iletilecek; burada Oran, Weiss ve diğerleri, asteroit çevresinde neler bulabilecekleri konusundaki anlayışlarını geliştirmek için verileri kullanacaklar.
Weiss, “Grubumuz ilk kez bir uzay aracı üzerinde bilimsel araştırma yürütüyor” diyor. “Görev başladığında, bunu yürütmek için hazır durumdayız. Bu büyük bir sorumluluk ve aynı zamanda inanılmaz derecede heyecan verici.”