Det døde, metalliske hjertet i en gammel, utslettet Mars sirkler solen - og i 2022 vil NASA sette i gang et oppdrag til asteroidebeltet for å utforske det. Psyche-romfartøyet, som vil besøke en asteroide med samme navn, har nylig bestått sin foreløpige designgjennomgang ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, California. Neste måned bestemmer NASA-hovedkvarteret om å gi Arizona State University-ledede prosjektet tillatelse til å begynne å bøye metall for romskipet.
Fordi mål-asteroiden er en så rar, fremmed gjenstand, er oppdraget en sann utforskning. Planetforskere aner ikke hva de vil finne når de kommer dit, så de må planlegge for hva som helst.
"Det nyeste er en uvitenhet om hva vi forventer å finne, " sier Jim Bell, viseadministrator for Psyche-oppdraget. ”Vi prøver å forberede oss på enhver begivenhet, uansett hvordan det er. Instrumentene våre vil gjøre interessante målinger, observasjoner og funn som gjør at vi kan sette historien til objektet sammen. ”
Teamets ledende hypotese er at asteroiden er den en gang smeltede metalliske kjernen i en eller annen planetlegeme som ble ødelagt for lenge siden. Ingen vet hvordan det ser ut - om det fortsatt henger biter av mantelen av det; om det vil fremstå karakteristisk av metall, en jernhinne i verdensrommet; eller om den vil bli dekket av stein, som ikke kan skilles fra det utrente øyet fra andre asteroider i solsystemet. Og mysteriet med asteroiden Psyche strekker seg utover dets utseende til solsystemets voldelige fortid.
Planetforskere har studert konsekvenshendelser - kollisjoner med andre objekter, for eksempel en meteoritt som smeller inn i jorden og danner et krater - så lenge de har studert planeter. Konsekvenshendelser er grunnleggende for studiet av planetdannelse og bestemmer alderen på en planetarisk overflate, men påvirkningsmodellering har alltid involvert steinete kropper, og nyere isete. Hvordan kan en metallkropp håndtere et blåmerke? Ingen vet egentlig, og modeller mangler de nødvendige inndataene om metallgjenstander for å gi pålitelige resultater. Planetforskere studerer menneskeskapte metalllegeringer, så vel som metallmeteoritter som har falt til jorden, men å undersøke overflaten til Psyche vil gi et enestående bilde av metallpåvirkninger i stor skala.
Utforskningen av Psyche, en dypt eksotisk gjenstand, introduserer også nye begreper i det planetvitenskapelige vokabularet. Alle er kjent med vulkaner som finnes på vår tredje stein fra solen (og også på Mars). Cryovolcanoes - noen ganger referert til som isvulkaner - kan finnes på dvergplaneten Ceres, isete ytre solsystemmåner og kanskje Pluto.
Men Psyche kan ha hatt ferro- vulkaner i sin fortid. "Ideen er at Psyche kan ha beholdt mye av varmen etter påvirkningsprosessen som rev av mantelen og skorpen, " sier Bell. ”En måte som planeter kvitter seg med varmen på, er gjennom vulkanisme. På jorden sin silikatvulkanisme. På [Jupiters måne] Io er det silikat og også svovelrik vulkan. På Psyche ser vi kanskje på et sted der det for det meste domineres av smeltet jern, eller jern og nikkel, og kanskje svovel. ”Ulike metaller smelter ved forskjellige temperaturer, og lommer med smeltet væske fra Psyches underflate kan ha brutt ut for lenge siden på flate.
”Kanskje vi ser bevis på det. Kanskje det ikke er noen i det hele tatt. Men det er morsomt å spekulere i, sier Bell.
Hvis teamet beviser at Psyche er en planetarisk kjerne, kan alt som læres på asteroiden ekstrapoleres til planetlegemer over solsystemet - inkludert Jorden. Romfartøyet vil bruke et magnetometer og en gammastråle og nøytronspektrometer for å foreta kjemiske og magnetiske målinger av asteroiden for å bestemme dens sammensetning, og om den faktisk er en planetarisk kjerne. Asteroiden mangler en atmosfære, og om den har magnetfelt er ennå ikke bestemt. Det som imidlertid er sikkert, er at det er utsatt for romets strålingsmiljø.
"Se på et konstant regn av partikler med veldig høy energi som treffer overflaten til denne asteroiden, " sier Patrick Peplowski, en medetterforsker på oppdraget. "Dette initierer en serie reaksjoner, hvorav en er utslipp av gammastråler." Ulike elementer gir forskjellige gammastråleutslipp, og hvis teamet ser mye jern og nikkel, vil de vite at Psyche er kjernen i en lang -vandret planet.
Forutsatt at NASA gir klarsignal for fabrikasjon, vil teamet begynne å bygge et romkvalifisert spektrometer, sammen med resten av vitenskapsinstrumentene og selve romfartøyet. Inntil da vekker den gåtefulle asteroiden Psyche med utallige spørsmål og dyrebare få svar.
"Du flyr ikke et oppdrag på 750 millioner dollar hvis du vet helt sikkert hva svarene er, " sier Peplowski. Og når oppdraget er fullført, to hundre millioner kilometer unna, vet vi kanskje mer enn noen gang før om sentrum av planeten under føttene våre.
