I 2021 og 2023 lancerer NASA to rumsonder kaldet Lucy og Psyche. Lucy besøger trojanske asteroider, mens Psyche flyver til en ensom asteroide af rent metal.
NASA er i øjeblikket ved at udvikle to rumsonder - Lucy og Psyche - hvis mission er at uddanne os om, hvordan solsystemet blev, ved at besøge i alt otte asteroider, der kredser om Jupiter fra 2025 til 2033.
Navnene på sonderne blev ikke valgt tilfældigt: "Lucy" er navnet på resterne af vores meget fjerne forfader, der er 3,2 millioner år gamle, og det er meget passende, forklarer lederen af "Lucy" -projektet Harold Levison:
"Disse små asteroider er faktisk rester fra planetdannelse, hvorfor vi navngav vores sonde Lucy efter en af vores menneskelige forfædre."
Rumproben "Psyche" fik sit navn anderledes - til ære for den ensomme asteroide, der næsten udelukkende består af metal, som den vil flyve til.
Kongeriget Jupiter
Jupiter er den største planet i solsystemet med en enorm tyngdekraft svarende til dens størrelse. Og ved hjælp af denne magt styrer Jupiter asteroider i mange kilometer omkring den.
Salgsfremmende video:
I samme bane som Jupiter, kun 60 grader foran og 60 grader efter planeten, er der mange asteroider fanget af Jupiter, som er samlet i de såkaldte L4 og L5 Lagrange punkter (læs om Lagrange punkter i slutningen af artiklen).
De blev navngivet "Trojan Asteroids" til ære for Trojanskrigen. Asteroiderne ved L4 Lagrange-punktet er opkaldt efter de græske helte, og dem ved L5-punktet er opkaldt efter Trojas helte. I alt indeholder begge grupper op til en million asteroider, hvis størrelse overstiger en kvadratkilometer.
Lucy vil være verdens første rumsonde, der besøger trojanske asteroider, og dette besøg, håber forskere, vil kaste lys over dannelsen af solsystemet. Fordi selv om asteroiderne tilhører Jupiters rige, adskiller de sig markant fra deres omgivelser og fra hinanden. Dette betyder, at de sandsynligvis dannedes forskellige steder i solsystemet.
Da solsystemet var meget ungt, havde planeterne endnu ikke deres moderne kredsløb, de flyttede bare "tilfældigt". Da store, tunge planeter som Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun gik forbi, forårsagede de total kaos blandt de millioner af store og små asteroider, der også var i solsystemet.
Mange af disse asteroider blev generelt kastet ud af solsystemet, og nogle af dem blev fanget af den magtfulde Jupiter, og det er de, der nu kaldes trojanske asteroider.
Historien om solsystemet
Harold Levison fra Project Lucy sagde det sådan:”Et af de slående træk ved trojanske asteroider er, at de er meget forskellige. Når vi ser på dem gennem et teleskop herfra, fra jorden, ser vi, at de har meget forskellige farver og spektre. Og derfor tror vi, de vil fortælle os noget om, hvordan solsystemet stammer fra og udvikles. Vi mener, at mangfoldigheden skyldes, at asteroider dannes forskellige steder i solsystemet med forskellige fysiske egenskaber. Men under systemets udvikling rejste de overalt, indtil de afsluttede deres rejse i kredsløb omkring Jupiter."
Lang rejse "Lucy"
Tro det eller ej, Lucy-rumsonden vil også besøge græske helte ved L4 og derefter Trojanske helte ved L5. Dette er en stor bedrift, fordi L4 og L5 ligger i en afstand af en milliard kilometer fra hinanden, hver gruppe på sin egen side af Jupiter, for at sige det.
Rumsonden vil blive lanceret i 2021 og på vej til L4 i april 2025 vil den flyve forbi en lille asteroide, kun fire kilometer stor, med det passende navn 52246 Donaldjuhansson, der blev døbt efter arkæologen, der fandt resterne af hominiden Lucy i Etiopien i 1974. Det ser ud til, at flyvebanen pludselig er meget godt faldet sammen med navnet på sonden - men her har jeg et spørgsmål, har det samme hold, der er engageret i Project Lucy, givet navnet til den lille asteroide?
Noget af problemet er, at Lucy vil flyve forbi asteroiderne med en hastighed på over 20.000 km i timen. Derfor er der kun meget lidt tid til at inspicere hver enkelt asteroide.
Årsagen er, at der ikke er nogen måde at give Lucy med det så meget brændstof, som sonden har brug for at bremse og langsomt flyve forbi. Rumsonden vejer 1.435 kg, og det meste af denne vægt består af instrumenter, radiosendere og solpaneler.
I 2027 når Lucy L4, hvor den kredser om fire meget forskellige asteroider næste år. Rumføleren forlader derefter L4 og fortsætter på en kraftig kurve gennem solsystemet fra punkt L4 til punkt L5. Det er slet ikke underligt, at denne rejse tager cirka fem år, og i marts 2033 vil sonden være tæt på to asteroider, der er 100 kvadratkilometer store og kredser om hinanden.
Sådanne binære asteroider findes sjældent i det indre solsystem, som regel er de i Kuiper-bæltet ud over Neptuns bane - så her kan Lucy have mulighed for at se på asteroider, som vi ellers ville være meget langt væk få.
Psyke - en asteroide lavet af metal
Rejsen til asteroiden Psyche har et andet formål. Denne kosmiske krop med en størrelse på 250 kvadratkilometer er placeret i asteroidebæltet mellem Mars og Jupiter, den roterer i en let langstrakt bane i en afstand fra 2,5 til 3,3 astronomiske enheder (AU) fra solen, som asteroiden kredser om fem år …
Det lyder fantastisk, men Psyche er den eneste kendte asteroide, der angiveligt er lavet af rent metal. Der er en version, som Psyche begyndte sin eksistens som kernen i en lille planet, som var mindst 500 km i diameter og muligvis næsten lige så stor som Mars.
Da solsystemet stadig var et ganske "barn", var der mange kollisioner mellem planeter og asteroider, og der er en teori om, at planeten, som Psyche var en del af, efter at en eller flere større kollisioner mistede sin stenede skal, så kun kernen blev tilbage.
Det eneste problem med denne ellers bemærkelsesværdige teori er, at resterne af skallen skulle have været bevaret i næsten samme bane som Psyche selv, der ligner almindelige stenasteroider. Men der blev ikke fundet noget af den slags.
Overfladevand og smeltet metalkerne
Under alle omstændigheder er Psyche for os en unik mulighed for at se, hvordan metalkernen på planeten ser ud. Vi ved, at Jorden har en kerne af flydende metal, der skaber et magnetfelt, men der er ingen måde at gå ned til den. Men vi kan sende en rumsonde på en rejse på 300 millioner kilometer.
Psyche-rumsonde lanceres i 2023 og når sit mål om fem år. Sonden vil blive styret af et iondrev, som giver det muligheden for at komme ind i kredsløb omkring asteroiden Psyche og studere den fra 2028 til 2030.
Det vil være en enestående oplevelse, da vi aldrig har set en ren metalplanet før. Hvordan ser et slagkrater ud? Vil dråberne af smeltet metal, spredt ved stød, have tid til at størkne igen, før de falder tilbage?
Det var overraskende at finde spor af vand på overfladen, men det kan skyldes kollisioner med små asteroider, der indeholder is.
Men det vigtigste spørgsmål er selvfølgelig relateret til magnetisme. I dag antages det, at magnetfeltet er født af rotation af metalkerner inde i planeter, der er store nok til, at mindst en del af kernemetallet er smeltet.
Psyke med høj sandsynlighed forblev fra en ret lille planet, som sandsynligvis ikke havde tilstrækkelig størrelse til en flydende kerne. Derfor er det meget interessant at finde ud af, om hun stadig har spor af et magnetfelt fra de dage, hvor hun stadig var centrum for planeten, eller som eksperten på dette felt Lindy Elkins-Tanton sagde:”Vil Psyche vise sig at være en lille køleskabsmagnet midt i rummet?"
Lagrange point
Som alle planeter i solsystemet har Jupiter fem såkaldte Lagrange-punkter. Dette er de steder, hvor den lille krop vil følge planeten på en sådan måde, at den fra planeten ser ubevægelig ud.
De asteroider, som Lucy vil besøge, ligger på punkterne L4 og L5, 60 grader før og 60 grader efter Jupiter, men i samme bane som selve planeten.
Bevæger sig med samme hastighed som planeten
En almindelig misforståelse er, at de kræfter, der påvirker en lille krop, balancerer hinanden ved Lagrange-punkterne.
Det er ikke sandt. På hvert af de fem punkter udsættes en lille krop for tyngdekraft fra både planeten (her - Jupiter) og solen.
Disse fem punkter adskiller sig ved, at summen af disse kræfter i dem er sådan, at en lille krop begynder at dreje rundt om solen med samme hastighed som planeten og derfor følger den.
Dette fungerer dog kun, når kroppen er så lille, at dens egen tyngdekraft kan overses - og denne betingelse opfyldes perfekt af asteroider.
L4 og L5 stabile punkter
L1, L2 og L3 er ustabile punkter, en lille krop kan hurtigt springe væk fra dem. Det er dog meget muligt at vende tilbage til dem igen, hvis du bruger lidt brændstof.
L4 og L5 er stabile, hvilket betyder, at hvis en lille krop ikke helt nøjagtigt rammer et af de to punkter, kan den kredse omkring punktet.
Derfor er L4 og L5 i Sun-Jupiter-systemet så store, at de kan rumme over en million asteroider. Asteroider er ikke placeret på selve punkterne, men i baner omkring dem.