In 2021 en 2023 zal NASA twee ruimtesondes lanceren, genaamd Lucy en Psyche. Lucy zal Trojaanse asteroïden bezoeken, terwijl Psyche naar een eenzame asteroïde van puur metaal zal vliegen.
NASA ontwikkelt momenteel twee ruimtesondes - Lucy en Psyche - wiens missie het is om ons te leren hoe het zonnestelsel is ontstaan, door in totaal acht asteroïden te bezoeken die van 2025 tot 2033 in een baan om Jupiter draaien.
De namen van de sondes zijn niet toevallig gekozen: "Lucy" is de naam die wordt gegeven aan de overblijfselen van onze zeer verre voorouder van 3,2 miljoen jaar oud, en het is zeer geschikt, legt Harold Levison, hoofd van het "Lucy" -project, uit:
"Deze kleine asteroïden zijn eigenlijk overblijfselen van planetaire formatie, daarom hebben we onze sonde Lucy genoemd naar een van onze menselijke voorouders."
De ruimtesonde "Psyche" kreeg zijn naam anders - ter ere van die eenzame asteroïde, die bijna uitsluitend uit metaal bestaat, waarnaar hij zal vliegen.
Koninkrijk Jupiter
Jupiter is de grootste planeet in het zonnestelsel met een enorme zwaartekracht die overeenkomt met zijn grootte. En met behulp van deze kracht bestuurt Jupiter asteroïden gedurende vele kilometers eromheen.
Promotie video:
In dezelfde baan als Jupiter, slechts 60 graden voor en 60 graden na de planeet, zijn er veel asteroïden gevangen door Jupiter, die zich hebben verzameld in de zogenaamde L4 en L5 Lagrange-punten (lees over Lagrange-punten aan het einde van het artikel).
Ze werden "Trojan Asteroids" genoemd ter ere van de Trojaanse oorlog. De asteroïden op het L4 Lagrange-punt zijn vernoemd naar de Griekse helden, en die op het L5-punt zijn vernoemd naar de helden van Troje. In totaal bevatten beide groepen tot een miljoen asteroïden, waarvan de omvang meer dan een vierkante kilometer bedraagt.
Lucy zal 's werelds eerste ruimtesonde zijn die Trojaanse asteroïden bezoekt, en dit bezoek, hopen wetenschappers, zal licht werpen op de vorming van het zonnestelsel. Omdat, hoewel de asteroïden tot het koninkrijk Jupiter behoren, ze opvallend verschillen van hun omgeving en van elkaar. Dit betekent dat ze zich waarschijnlijk op verschillende plaatsen in het zonnestelsel hebben gevormd.
Toen het zonnestelsel nog heel jong was, hadden de planeten nog niet hun moderne banen, ze bewogen gewoon "willekeurig". Toen grote, zware planeten zoals Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus langskwamen, veroorzaakten ze totale chaos onder de miljoenen grote en kleine asteroïden die zich ook in het zonnestelsel bevonden.
Veel van deze asteroïden werden over het algemeen uit het zonnestelsel geworpen en sommigen werden gevangen genomen door de machtige Jupiter, en zij zijn het die nu Trojaanse asteroïden worden genoemd.
Het verhaal van het zonnestelsel
Harold Levison van Project Lucy zei het zo: “Een van de opvallende kenmerken van Trojaanse asteroïden is dat ze heel verschillend zijn. Als we ze vanaf hier, vanaf de aarde, door een telescoop bekijken, zien we dat ze heel verschillende kleuren en spectra hebben. En daarom denken we dat ze ons iets zullen vertellen over hoe het zonnestelsel is ontstaan en ontwikkeld. Wij geloven dat de diversiteit te wijten is aan het feit dat asteroïden zich op verschillende plaatsen in het zonnestelsel hebben gevormd met verschillende fysieke kenmerken. Maar tijdens de evolutie van het systeem reisden ze overal heen totdat ze hun reis in een baan rond Jupiter voltooiden."
Lange reis "Lucy"
Geloof het of niet, de Lucy-ruimtesonde zal ook Griekse helden bezoeken op L4 en vervolgens Trojaanse helden op L5. Dit is een geweldige prestatie, want L4 en L5 bevinden zich op een miljard kilometer afstand van elkaar, elke groep aan zijn eigen kant van Jupiter, als het ware.
De ruimtesonde wordt gelanceerd in 2021 en op weg naar L4 in april 2025, hij zal langs een kleine asteroïde vliegen, slechts vier kilometer groot, met de toepasselijke naam 52246 Donaldjuhansson, die werd genoemd naar de archeoloog die in 1974 de overblijfselen van de mensachtige Lucy vond in Ethiopië. Het lijkt erop dat het traject van de vlucht ineens heel goed samenviel met de naam van de sonde - maar hier heb ik een vraag, heeft hetzelfde team dat zich bezighoudt met Project Lucy de naam gegeven aan de kleine asteroïde?
Een probleem is dat "Lucy" langs asteroïden zal vliegen met een snelheid van meer dan 20.000 km per uur. Daarom zal er maar heel weinig tijd zijn om elke individuele asteroïde te inspecteren.
De reden is dat er geen manier is om Lucy zoveel brandstof te geven als de sonde nodig heeft om te vertragen en voorbij te vliegen. De ruimtesonde weegt 1.435 kg, en het grootste deel van dat gewicht bestaat uit instrumenten, radiozenders en zonnepanelen.
In 2027 zal Lucy L4 bereiken, waar het volgend jaar in een baan om vier heel verschillende asteroïden zal cirkelen. De ruimtesonde zal dan L4 verlaten en op een krachtige bocht door het zonnestelsel van punt L4 naar punt L5 verder gaan. Het is helemaal niet vreemd dat deze reis ongeveer vijf jaar zal duren, en in maart 2033 zal de sonde zich op twee asteroïden van 100 vierkante kilometer bevinden, in een baan om elkaar.
Dergelijke binaire asteroïden worden zelden in het binnenste zonnestelsel aangetroffen, in de regel bevinden ze zich in de Kuipergordel, buiten de baan van Neptunus - dus hier heeft Lucy de kans om naar asteroïden te kijken die we anders heel ver weg zouden zijn krijgen.
Psyche - een asteroïde gemaakt van metaal
De reis naar de asteroïde Psyche heeft een ander doel. Dit kosmische lichaam, ruim 250 vierkante kilometer groot, bevindt zich in de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter en draait in een enigszins langwerpige baan op een afstand van 2,5 tot 3,3 astronomische eenheden (AU) van de zon, waar de asteroïde in vijf jaar omheen draait. …
Het klinkt geweldig, maar Psyche is de enige bekende asteroïde die zogenaamd van puur metaal is gemaakt. Er is een versie dat Psyche zijn bestaan begon als de kern van een kleine planeet, die minstens 500 km in diameter was, en mogelijk bijna zo groot als Mars.
Toen het zonnestelsel nog een behoorlijk "kind" was, waren er veel botsingen tussen planeten en asteroïden, en er is een theorie dat de planeet waarvan Psyche deel uitmaakte, na een of meerdere grote botsingen, zijn rotsachtige omhulsel verloor, zodat alleen de kern overbleef.
Het enige probleem met deze verder opmerkelijke theorie is dat de overblijfselen van de schaal in bijna dezelfde baan als Psyche zelf bewaard zouden moeten zijn gebleven, als gewone rots-asteroïden. Maar zoiets werd niet gevonden.
Oppervlaktewater en gesmolten metalen kern
Psyche is voor ons in ieder geval een unieke kans om te zien hoe de metalen kern van de planeet eruit ziet. We weten dat de aarde een kern van vloeibaar metaal heeft die een magnetisch veld creëert, maar er is geen manier om er naar toe te gaan. Maar we kunnen een ruimtesonde op een reis van 300 miljoen kilometer sturen.
De ruimtesonde Psyche wordt gelanceerd in 2023 en bereikt zijn doel over vijf jaar. De sonde zal worden geleid door een ionenaandrijving, waardoor hij in een baan rond de asteroïde Psyche kan komen en deze van 2028 tot 2030 kan bestuderen.
Het zal een uitzonderlijke ervaring worden, want we hebben nog nooit eerder een pure metalen planeet gezien. Hoe ziet een inslagkrater eruit? Zullen de druppels gesmolten metaal, verspreid bij een botsing, tijd hebben om weer te stollen voordat ze terugvallen?
Het was verrassend om sporen van water op het oppervlak te vinden, maar dit kan te wijten zijn aan botsingen met kleine asteroïden die ijs bevatten.
Maar de belangrijkste vraag is natuurlijk gerelateerd aan magnetisme. Tegenwoordig wordt aangenomen dat het magnetische veld wordt gecreëerd door de rotatie van metalen kernen in planeten die groot genoeg zijn om ten minste een deel van het kernmetaal te laten smelten.
Psyche met een hoge mate van waarschijnlijkheid bleef van een vrij kleine planeet, waarvan het onwaarschijnlijk was dat deze voldoende grootte had voor een vloeibare kern. Daarom is het erg interessant om erachter te komen of ze nog sporen heeft van een magnetisch veld uit de tijd dat ze nog het centrum van de planeet was, of, zoals de expert op dit gebied Lindy Elkins-Tanton het uitdrukte: 'Will Psyche blijkt een kleine koelkastmagneet te zijn. midden in de ruimte?"
Lagrange-punten
Net als alle planeten in het zonnestelsel heeft Jupiter vijf zogenaamde Lagrange-punten. Dit zijn de plaatsen waar het kleine lichaam de planeet zal volgen op zo'n manier dat het vanaf de planeet onbeweeglijk lijkt.
De asteroïden die Lucy zal bezoeken, bevinden zich op de punten L4 en L5, 60 graden voor en 60 graden na Jupiter, maar in dezelfde baan als de planeet zelf.
Beweegt met dezelfde snelheid als de planeet
Een veel voorkomende misvatting is dat de krachten die een klein lichaam beïnvloeden, elkaar in evenwicht houden op de Lagrange-punten.
Dit is niet waar. Op elk van de vijf punten wordt een klein lichaam onderworpen aan de zwaartekracht van zowel de planeet (hier - Jupiter) als de zon.
Deze vijf punten verschillen in die zin dat de som van deze krachten erin precies zo is dat een klein lichaam met dezelfde snelheid als de planeet rond de zon begint te draaien en daarom haar volgt.
Dit werkt echter alleen als het lichaam zo klein is dat zijn eigen zwaartekracht kan worden verwaarloosd - en aan deze voorwaarde wordt perfect voldaan door asteroïden.
L4 en L5 stabiele punten
L1, L2 en L3 zijn onstabiele punten, een klein lichaam kan er snel van af springen. Het is echter heel goed mogelijk om er weer naar terug te keren als u een beetje brandstof gebruikt.
L4 en L5 zijn stabiel, wat betekent dat als een klein lichaam niet helemaal nauwkeurig een van de twee punten raakt, het om het punt kan draaien.
Daarom zijn L4 en L5 in het Sun-Jupiter-systeem zo groot dat ze plaats bieden aan meer dan een miljoen asteroïden. Asteroïden bevinden zich niet op de punten zelf, maar in banen eromheen.
