Pada tahun 2021 dan 2023, NASA akan melancarkan dua prob angkasa yang dipanggil Lucy dan Psyche. Lucy akan mengunjungi asteroid Trojan, sementara Psyche akan terbang ke asteroid tunggal dari logam tulen.
NASA kini sedang mengembangkan dua prob angkasa - Lucy dan Psyche - yang misinya adalah untuk mendidik kita tentang bagaimana sistem suria muncul, mengunjungi sejumlah lapan asteroid yang mengorbit Musytari dari tahun 2025 hingga 2033.
Nama-nama penyiasat tidak dipilih secara kebetulan: "Lucy" adalah nama yang diberikan kepada jenazah nenek moyang kita yang sudah jauh berusia 3.2 juta tahun, dan sangat sesuai, jelas ketua projek "Lucy" Harold Levison:
"Asteroid kecil ini sebenarnya adalah sisa dari pembentukan planet. Itulah sebabnya kami menamakan probe kami sebagai Lucy sebagai salah satu nenek moyang manusia kita."
Penyelidik ruang angkasa "Psyche" mendapat namanya secara berbeza - untuk menghormati asteroid yang sepi itu, yang terdiri hampir dari logam, yang akan terbang.
Kerajaan Musytari
Musytari adalah planet terbesar di sistem suria dengan graviti yang besar sesuai dengan ukurannya. Dan dengan bantuan kekuatan ini, Musytari mengawal asteroid sejauh beberapa kilometer di sekitarnya.
Video promosi:
Di orbit yang sama dengan Musytari, hanya 60 darjah di depan dan 60 darjah setelah planet ini, terdapat banyak asteroid yang ditangkap oleh Musytari, yang telah terkumpul di titik Lagrange L4 dan L5 (baca mengenai titik Lagrange di akhir artikel).
Mereka diberi nama "Trojan Asteroids" untuk menghormati Perang Trojan. Asteroid di titik L4 Lagrange dinamai pahlawan Yunani, dan yang berada di titik L5 dinamai pahlawan Troy. Secara keseluruhan, kedua-dua kumpulan mengandungi hingga satu juta asteroid, yang besarnya melebihi satu kilometer persegi.
Lucy akan menjadi penyelidikan ruang angkasa pertama di dunia yang mengunjungi asteroid Trojan, dan lawatan ini, para saintis berharap, akan memberi penerangan mengenai pembentukan sistem suria. Kerana, walaupun asteroid milik kerajaan Musytari, mereka sangat berbeda dari sekelilingnya dan satu sama lain. Ini bermaksud bahawa kemungkinan besar mereka terbentuk di pelbagai tempat di sistem suria.
Ketika sistem suria masih muda, planet-planet belum mempunyai orbit moden mereka, mereka hanya bergerak "secara rawak." Ketika planet besar dan berat seperti Musytari, Saturnus, Uranus dan Neptunus melintas, mereka menyebabkan kekacauan total di antara berjuta-juta asteroid besar dan kecil yang juga terdapat di sistem suria.
Sebilangan besar asteroid ini umumnya dilemparkan keluar dari sistem suria, dan ada di antaranya yang ditangkap oleh Musytari yang kuat, dan mereka inilah yang sekarang disebut Trojan asteroid.
Kisah sistem suria
Harold Levison dari Project Lucy mengatakannya: "Salah satu ciri asteroid Trojan yang mencolok adalah bahawa mereka sangat berbeza. Ketika kita melihatnya melalui teleskop dari sini di Bumi, kita melihat bahawa mereka mempunyai warna dan spektrum yang sangat berbeza. Oleh itu, kami percaya bahawa mereka akan memberitahu kami tentang bagaimana sistem suria berasal dan berkembang. Kami percaya bahawa kepelbagaian ini disebabkan oleh fakta bahawa asteroid terbentuk di tempat yang berlainan di sistem suria dengan ciri fizikal yang berbeza. Tetapi semasa evolusi sistem, mereka melakukan perjalanan ke mana-mana sehingga mereka menyelesaikan perjalanan di orbit sekitar Musytari."
Perjalanan panjang "Lucy"
Percaya atau tidak, penyiasat ruang Lucy juga akan mengunjungi pahlawan Yunani di L4, dan kemudian pahlawan Trojan di L5. Ini adalah pencapaian yang luar biasa, kerana L4 dan L5 terletak pada jarak satu miliar kilometer antara satu sama lain, masing-masing kumpulan di sisi Musytari sendiri.
Penyelidik ruang angkasa akan dilancarkan pada tahun 2021 dan dalam perjalanan ke L4 pada bulan April 2025, ia akan melintasi asteroid kecil, berukuran hanya empat kilometer, dengan nama yang tepat 52246 Donaldjuhansson, yang dibaptis setelah ahli arkeologi yang menemui jenazah hominid Lucy di Ethiopia pada tahun 1974. Nampaknya lintasan penerbangan tiba-tiba bertepatan dengan nama penyiasat - tetapi di sini saya mempunyai soalan, adakah pasukan yang sama yang terlibat dalam Project Lucy memberikan nama kepada asteroid kecil itu?
Beberapa masalah adalah "Lucy" akan terbang dengan asteroid dengan kelajuan lebih dari 20,000 km sejam. Oleh itu, hanya ada sedikit masa untuk memeriksa setiap asteroid.
Sebabnya adalah bahawa tidak ada cara untuk memberi Lucy banyak bahan bakar dengan alat penyelidikan yang diperlukan untuk melambat dan terbang melewati. Probe ruang mempunyai berat 1.435 kg, dan kebanyakan berat terdiri dari instrumen, pemancar radio dan panel solar.
Pada tahun 2027, Lucy akan mencapai L4, di mana ia akan mengorbit empat asteroid yang sangat berbeza tahun depan. Penyelidik ruang kemudian akan meninggalkan L4 dan terus melengkung kuat melalui sistem suria dari titik L4 ke titik L5. Sama sekali tidak pelik bahawa perjalanan ini akan memakan masa kira-kira lima tahun, dan pada bulan Mac 2033, siasatan itu akan berukuran dua asteroid berukuran 100 kilometer persegi, saling mengorbit satu sama lain.
Asteroid binari seperti itu jarang dijumpai di sistem suria dalaman, sebagai peraturan, ia terletak di tali pinggang Kuiper, di luar orbit Neptunus - jadi di sini Lucy mungkin berpeluang melihat asteroid yang mungkin kita jauh dapatkan.
Psyche - asteroid yang diperbuat daripada logam
Perjalanan ke Psyche asteroid mempunyai tujuan yang berbeza. Tubuh kosmik ini, berukuran 250 kilometer persegi, terletak di tali pinggang asteroid antara Marikh dan Musytari, ia berputar di orbit yang sedikit memanjang pada jarak 2.5 hingga 3.3 unit astronomi (AU) dari Matahari, yang asteroid mengorbit dalam lima tahun …
Kedengarannya luar biasa, tetapi Psyche adalah satu-satunya asteroid terkenal yang kononnya diperbuat daripada logam tulen. Terdapat versi bahawa Psyche memulai keberadaannya sebagai inti planet kecil, yang berdiameter sekurang-kurangnya 500 km, dan mungkin hampir sebesar Mars.
Ketika sistem suria masih "kanak-kanak", terdapat banyak perlanggaran antara planet dan asteroid, dan ada teori bahawa planet ini, yang mana Psyche menjadi bagian, setelah satu atau beberapa perlanggaran besar kehilangan cengkerangnya, sehingga hanya inti yang tersisa.
Satu-satunya masalah dengan teori yang luar biasa ini adalah bahawa sisa-sisa cangkang seharusnya disimpan di orbit hampir sama dengan Psyche itu sendiri, menyerupai asteroid batu biasa. Tetapi tidak ada yang serupa.
Air permukaan dan teras logam lebur
Walau apa pun, Psyche bagi kita adalah peluang unik untuk melihat rupa teras logam planet ini. Kita tahu bahawa Bumi mempunyai teras logam cair yang menghasilkan medan magnet, tetapi tidak ada cara untuk turun ke sana. Tetapi kita dapat menghantar penyelidikan ruang angkasa dalam perjalanan sejauh 300 juta kilometer.
Penyelidikan ruang angkasa Psyche akan dilancarkan pada tahun 2023 dan akan mencapai sasarannya dalam lima tahun. Probe akan dipandu oleh pemacu ion, yang akan memberikannya keupayaan untuk memasuki orbit di sekitar Psyche asteroid dan mempelajarinya dari tahun 2028 hingga 2030.
Ini akan menjadi pengalaman yang luar biasa, kerana kita belum pernah melihat planet logam tulen sebelumnya. Seperti apa kawah hentaman? Adakah titisan logam cair, yang tersebar pada hentaman, mempunyai masa untuk mengukuhkan lagi sebelum jatuh?
Sangat mengejutkan apabila terdapat jejak air di permukaan, tetapi ini mungkin disebabkan oleh pertembungan dengan asteroid kecil yang mengandungi ais.
Tetapi persoalan yang paling penting, tentu saja, berkaitan dengan kemagnetan. Hari ini, diandaikan bahawa medan magnet lahir dari putaran teras logam di dalam planet yang cukup besar sehingga sekurang-kurangnya sebahagian daripada logam inti cair.
Psyche dengan tahap kebarangkalian yang tinggi tetap berada di planet yang agak kecil, yang tidak mungkin mempunyai ukuran yang mencukupi untuk teras cecair. Oleh itu, sangat menarik untuk mengetahui apakah dia masih memiliki jejak medan magnet sejak hari-hari ketika dia masih menjadi pusat planet ini, atau, seperti yang dikatakan oleh pakar dalam bidang ini Lindy Elkins-Tanton: "Adakah Psyche akan menjadi magnet peti sejuk kecil di tengah ruang?"
Titik Lagrange
Seperti semua planet dalam sistem suria, Musytari mempunyai lima titik yang disebut Lagrange. Ini adalah tempat-tempat di mana badan kecil akan mengikuti planet sedemikian rupa sehingga dari planet ini akan kelihatan tidak bergerak.
Asteroid yang akan dikunjungi Lucy terletak di titik L4 dan L5, 60 darjah sebelumnya dan 60 darjah selepas Musytari, tetapi berada di orbit yang sama dengan planet itu sendiri.
Bergerak dengan kelajuan yang sama dengan planet ini
Kesalahpahaman yang umum adalah bahawa kekuatan yang mempengaruhi badan kecil saling mengimbangkan pada titik Lagrange.
Ini tidak benar. Pada setiap lima titik, badan kecil mengalami graviti dari kedua planet ini (di sini - Musytari) dan matahari.
Lima titik ini berbeza kerana jumlah daya yang ada di dalamnya sedemikian rupa sehingga badan kecil mulai memutar matahari dengan kelajuan yang sama dengan planet ini dan oleh itu mengikutinya.
Walau bagaimanapun, ini hanya berfungsi apabila badan sangat kecil sehingga daya gravitasi sendiri dapat diabaikan - dan keadaan ini dipenuhi dengan sempurna oleh asteroid.
Titik stabil L4 dan L5
L1, L2 dan L3 adalah titik yang tidak stabil, badan kecil dapat dengan cepat melompat keluar. Walau bagaimanapun, sangat mungkin untuk kembali kepada mereka jika anda menggunakan sedikit bahan bakar.
L4 dan L5 stabil, yang bermaksud bahawa jika badan kecil tidak tepat memukul salah satu daripada dua titik, maka ia dapat memasuki orbit di sekitar titik.
Itulah sebabnya L4 dan L5 dalam sistem Sun-Jupiter sangat besar sehingga dapat menampung lebih dari satu juta asteroid. Asteroid tidak terletak pada titik itu sendiri, tetapi di orbit di sekelilingnya.
