Aastatel 2021 ja 2023 laseb NASA välja kaks kosmosesondi Lucy ja Psyche. Lucy külastab Trooja asteroide, Psyche aga üksiku puhta metalli asteroidi juurde.
NASA töötab praegu välja kahte kosmosesondi - Lucy ja Psyche -, mille missiooniks on meid harida, kuidas Päikesesüsteem tekkis, külastades aastatel 2025–2033 kokku kaheksat Jupiteri ümber tiirlevat asteroidi.
Sondide nimesid ei valitud juhuslikult: "Lucy" on nimi, mis on antud meie väga kaugel esivanemal, kelle vanus on 3,2 miljonit aastat vana, ja see sobib väga hästi, selgitab projekti "Lucy" juht Harold Levison:
"Need väikesed asteroidid on tegelikult jäänused planeedi moodustumisest, mistõttu panime oma sondi nimeks Lucy ühe meie esivanema järgi."
Kosmosesond "Psyche" sai oma nime teisiti - selle üksikult ainsana, mis koosneb peaaegu eranditult metallist, kuhu ta lennutab.
Jupiteri kuningriik
Jupiter on Päikesesüsteemi suurim planeet, mille suurusele vastab tohutu raskusjõud. Ja selle jõu abil juhib Jupiter asteroide mitu kilomeetrit selle ümber.
Reklaamvideo:
Jupiteriga samal orbiidil, vaid 60 kraadi planeedi ees ja 60 kraadi pärast seda, on palju Jupiteri püütud asteroide, mis on kogunenud nn L4 ja L5 Lagrange'i punktidesse (Lagrange'i punktide kohta loe artikli lõpus).
Trooja sõja auks nimetati neid "Trooja asteroidideks". L4 Lagrange'i punkti asteroidid on nime saanud Kreeka kangelaste järgi, L5 punktis olevad aga Trooja kangelaste järgi. Kokku sisaldab mõlemas rühmas kuni miljon asteroidi, mille suurus ületab ruutkilomeetrit.
Lucy on maailma esimene kosmosesond, mis külastab Trooja asteroide ja teadlaste loodetavasti toob see visiit valguse päikesesüsteemi tekkele. Sest ehkki asteroidid kuuluvad Jupiteri kuningriiki, erinevad nad silmatorkavalt oma ümbrusest ja üksteisest. See tähendab, et need tekkisid suure tõenäosusega Päikesesüsteemi erinevates kohtades.
Kui päikesesüsteem oli väga noor, polnud planeetidel veel oma tänapäevaseid orbiite, nad liikusid lihtsalt "juhuslikult". Kui suured, rasked planeedid nagu Jupiter, Saturn, Uraan ja Neptuun möödusid, põhjustasid nad miljonite suurte ja väikeste asteroidide seas, mis olid samuti Päikesesüsteemis, täielikku kaost.
Paljud neist asteroididest visati üldiselt päikesesüsteemist välja ja osa neist püüdis võimas Jupiter kinni ning just neid nimetatakse nüüd Trooja asteroidideks.
Päikesesüsteemi lugu
Harold Levison projektist Lucy ütles nii: „Trooja asteroidide üks silmatorkavamaid jooni on see, et nad on väga erinevad. Vaadates neid läbi Maa, teleskoobi kaudu, näeme, et neil on väga erinevad värvid ja spektrid. Seetõttu usume, et nad räägivad meile midagi sellest, kuidas päikesesüsteem tekkis ja arenes. Usume, et mitmekesisus tuleneb asjaolust, et asteroidid tekkisid Päikesesüsteemi erinevates kohtades, millel olid erinevad füüsikalised omadused. Kuid süsteemi evolutsiooni käigus rändasid nad kõikjal, kuni jõudsid oma orbiidil Jupiteri ümber orbiidile."
Pikk teekond "Lucy"
Uskuge või mitte, aga Lucy kosmosesond külastab ka Kreeka kangelasi L4-l ja seejärel Trooja kangelasi L5-l. See on suur saavutus, sest L4 ja L5 asuvad üksteisest miljardi kilomeetri kaugusel, mõlemad rühmad nii-öelda oma Jupiteri poolel.
Kosmosesond käivitatakse 2021. aastal ja teel L4-le aprillis 2025 lendab see mööda väikest, vaid nelja kilomeetri suurust asteroidi, tabava nimega 52246 Donaldjuhansson, mis ristiti arheoloogi auks, kes leidis 1974. aastal Etioopiast hominiidi Lucy jäänused. Tundub, et lennu trajektoor on äkki väga hästi kokku puutunud sondi nimega - aga siin on mul küsimus, kas sama meeskond, kes tegeleb projektiga Lucy, andis nime väikesele asteroidile?
Mõni probleem on see, et "Lucy" lendab asteroidide poolt kiirusega üle 20 000 km tunnis. Seetõttu jääb iga üksiku asteroidi kontrollimiseks aega väga vähe.
Põhjus on see, et Lucyle pole võimalik anda nii palju kütust, kui sondil oleks vaja aeglustada ja aeglaselt mööda lennata. Kosmosesond kaalub 1435 kg ja suurema osa sellest kaalust moodustavad instrumendid, raadiosaatjad ja päikesepaneelid.
Aastal 2027 jõuab Lucy L4-le, kus ta järgmisel aastal tiirleb ümber nelja väga erineva asteroidi. Seejärel lahkub kosmosesond L4-st ja jätkab võimsat kurvi läbi päikesesüsteemi punktist L4 kuni punkti L5. Pole üldse imelik, et see teekond võtab aega umbes viis aastat ja 2033. aasta märtsis on sond kahe ümberringi tiirleva 100 ruutkilomeetri suuruse asteroidi lähedal.
Selliseid binaarseid asteroide leidub päikesesüsteemis harva, reeglina asuvad nad Kuiperi vööndis, väljaspool Neptuuni orbiiti - nii et siin võib Lucyl avaneda võimalus vaadata asteroide, mis muidu oleksime väga kaugel saada.
Psüühika - metallist asteroid
Teekonnal psüühika asteroidini on teistsugune eesmärk. See tubli, 250 ruutkilomeetri suurune kosmiline keha asub Marsi ja Jupiteri vahelises asteroidivöös, see pöörleb veidi pikliku orbiidina Päikesest 2,5–3,3 astronoomilise ühiku (AU) kaugusel, millest asteroid orbiidib viie aasta pärast …
See kõlab hämmastavalt, kuid Psyche on ainus teadaolev asteroid, mis on väidetavalt valmistatud puhtast metallist. On versioon, et Psyche alustas oma tegevust väikese planeedi tuumana, mille läbimõõt oli vähemalt 500 km ja võib-olla peaaegu sama suur kui Marsil.
Kui päikesesüsteem oli veel üsna "laps", toimus planeetide ja asteroidide vahel palju kokkupõrkeid ning on olemas teooria, et planeet, mille osa oli ka Psyche, pärast seda, kui üks või mitu suurt kokkupõrget kaotas oma kivise kesta, nii et ainult südamik jäi alles.
Selle muidu tähelepanuväärse teooria ainus probleem on see, et kesta jäänused oleksid pidanud säilima peaaegu samal orbiidil nagu Psyche ise, mis sarnanevad tavaliste kiviasteroididega. Kuid midagi sellist ei leitud.
Pinnavesi ja sulametalli südamik
Igal juhul on Psyche meie jaoks ainulaadne võimalus näha, kuidas planeedi metalltuum välja näeb. Me teame, et Maal on vedela metalli südamik, mis tekitab magnetvälja, kuid pole mingit võimalust selle alla minna. Kuid kosmosesondi võime saata 300 miljoni kilomeetri pikkusele teekonnale.
Kosmosesond Psyche käivitatakse aastal 2023 ja saavutab eesmärgi viie aasta pärast. Sondi juhib iooniajam, mis annab talle võimaluse astuda orbiidile ümber psüühika asteroidi ja uurida seda aastatel 2028–2030.
See on erakordne kogemus, kuna me pole kunagi varem näinud puhast metallist planeeti. Kuidas löögikraater välja näeb? Kas löökide ajal laiali paisatud sulametallidel on enne uuesti kukkumist aega uuesti tahkuda?
Üllatav oli leida pinnalt veejälgi, kuid see võib olla tingitud kokkupõrgetest jääd sisaldavate väikeste asteroididega.
Kuid kõige olulisem küsimus on muidugi seotud magnetismiga. Tänapäeval eeldatakse, et magnetväli tekib metallisüdamike pöörlemisel planeetide sees, mis on piisavalt suured, et vähemalt osa südamikmetallist oleks sulanud.
Suure tõenäosusega psüühika jäi üsna väikesele planeedile, mille vedela tuuma jaoks oli ebatõenäoline. Seetõttu on väga huvitav teada, kas sellel on magnetvälja jälgi päevilt, mil see oli veel planeedi keskpunkt, või, nagu selle valdkonna ekspert Lindy Elkins-Tanton ütles: „Kas Psyche osutub väikeseks külmkapimagnetiks keset ruumi?"
Lagrange punktid
Nagu kõigil päikesesüsteemi planeetidel, on ka Jupiteril viis nn Lagrange'i punkti. Need on kohad, kus väike keha järgib planeeti nii, et planeedilt paistab ta liikumatuna.
Need asteroidid, mida Lucy külastab, asuvad punktides L4 ja L5, 60 kraadi enne ja 60 kraadi pärast Jupiteri, kuid samal orbiidil kui planeet ise.
Planeetiga sama kiirusega liikumine
Levinud väärarusaam on see, et väikest keha mõjutavad jõud tasakaalustavad üksteist Lagrange'i punktides.
See ei ole tõsi. Igas viies punktis mõjub gravitatsioonijõud väikesele kehale nii planeedi küljelt (siin - Jupiter) kui ka Päikese küljelt.
Need viis punkti erinevad selle poolest, et nende jõudude summa neis on just selline, et väike keha hakkab planeediga samal kiirusel ümber päikese ringi pöörama ja järgib seda seetõttu.
See töötab aga ainult siis, kui keha on nii väike, et tema enda gravitatsioonijõud võib unarusse jääda - ja asteroidid täidavad selle tingimuse suurepäraselt.
L4 ja L5 stabiilsed punktid
L1, L2 ja L3 on ebastabiilsed punktid, väike keha võib neist kiiresti eemale hüpata. Siiski on täiesti võimalik nende juurde tagasi pöörduda, kui kasutate vähe kütust.
L4 ja L5 on stabiilsed, mis tähendab, et kui väike keha ei taba ühte täpselt kahest punktist, siis võib see tiirutada ümber punkti.
Seetõttu on L4 ja L5 Sun-Jupiteri süsteemis nii suured, et mahutavad üle miljoni asteroidi. Asteroidid ei asu punktides ise, vaid orbiidil nende ümber.
