Đó là một năm mới, với những thách thức mới và cơ hội mới! Và NASA, đang tìm cách khởi động mọi thứ, đã công bố hai nhiệm vụ mới sẽ được triển khai trong thập kỷ tới. Các nhiệm vụ robot này, được đặt tên là Lucy và Psyche, nhằm giúp chúng tôi hiểu về lịch sử của Hệ Mặt trời đầu tiên, và sẽ triển khai bắt đầu từ năm 2021 và 2023, tương ứng.
Trong khi nhiệm vụ của Lucy, là khám phá một trong những tiểu hành tinh Trojan của Sao Mộc, Psyche sẽ khám phá một tiểu hành tinh kim loại có tên là 16 Psyche. Và giữa hai người họ, hy vọng rằng họ sẽ trả lời một số câu hỏi lâu dài về sự hình thành hành tinh và hệ Mặt trời ra đời như thế nào. Hơn thế nữa, những sứ mệnh này đại diện cho những bước đầu lịch sử cho NASA và thám hiểm không gian của con người.
Chương trình Khám phá NASA của NASA, trong đó Lucy và Psyche là một phần, được tạo ra vào năm 1992 để khen ngợi các chương trình lớn nhất của họ. Bằng cách đưa các nhà khoa học và kỹ sư đến với nhau để thiết kế các nhiệm vụ, trọng tâm của Chương trình Discovery đã tối đa hóa nghiên cứu khoa học bằng cách tạo ra nhiều nhiệm vụ nhỏ hơn có thời gian phát triển ngắn hơn và đòi hỏi ít hơn trong cách vận hành tài nguyên.
Nhiệm vụ Lucy dự kiến sẽ ra mắt vào tháng 10 năm 2021 và dự kiến sẽ đến đích đầu tiên (một tiểu hành tinh Vành đai chính) vào năm 2025. Sau đó, nó sẽ đặt khóa học cho Trojans của Sao Mộc, một nhóm các tiểu hành tinh bị bẫy bởi lực hấp dẫn của Sao Mộc và chia sẻ quỹ đạo của nó. Những tiểu hành tinh này được cho là di tích của Hệ Mặt trời đầu tiên; và từ năm 2027 đến 2033, Lucy sẽ học sáu người trong số họ.
Ngoài việc là nhiệm vụ đầu tiên để khám phá quần thể Trojan Jupiter, Lucy còn có tầm quan trọng lịch sử vì số lượng tiểu hành tinh mà nó sẽ ghé thăm. Trong suốt quá trình thực hiện nhiệm vụ của mình, nó sẽ điều tra sáu Trojans, là tổng số tiểu hành tinh Vành đai chính đã được nghiên cứu cho đến nay. Bản chất của sáu tiểu hành tinh này cũng được cho là sẽ cho chúng ta biết nhiều về lịch sử ban đầu của Hệ Mặt trời.
Như Harold F. Levison - nhà điều tra chính của nhiệm vụ Lucy từ Viện nghiên cứu Tây Nam (SwRI) ở Boulder, Colorado - đã giải thích trong cuộc họp ngắn của NASA:
Một trong những khía cạnh đáng ngạc nhiên của dân số này là sự đa dạng của họ. Nếu chúng ta nhìn chúng qua các kính viễn vọng trên Trái đất, chúng ta thấy rằng chúng rất khác nhau về màu sắc, trong quang phổ của chúng. Và vì vậy, chúng tôi tin rằng điều đó cho chúng tôi biết điều gì đó về cách Hệ mặt trời hình thành và phát triển. Sự đa dạng trong các vật thể này, chúng tôi tin, là do thực tế chúng hình thành ở các khu vực rất khác nhau của Hệ mặt trời, với các đặc điểm vật lý rất khác nhau . Và một cái gì đó đã xảy ra trong lịch sử của Hệ mặt trời nơi các vật thể này bắt đầu ở những khoảng cách rất khác nhau, nhưng trong quá trình hình thành và phát triển của Hệ mặt trời, chúng đã di chuyển xung quanh và đặt trong những hồ chứa ổn định gần quỹ đạo Sao Mộc.
Sáu Trojans mà Lucy dự định điều tra đã được chọn vì sự đa dạng về đặc điểm vật lý của chúng cho thấy chúng đến từ các địa điểm khác nhau trong Hệ Mặt trời. Như Levison đã nói, những cơ thể nhỏ bé này thực sự là hóa thạch của sự hình thành hành tinh, và đó là lý do tại sao chúng ta đặt tên cho Lucy theo tổ tiên của loài người được gọi là Lucy.
Ngoài ra, Lucy sẽ xây dựng dựa trên thành công của các nhiệm vụ như New Horizons và OSIRIS-REx., Bao gồm sử dụng các phiên bản cập nhật của các công cụ mà họ đã sử dụng để khám phá Sao Diêm Vương, Vành đai Kuiper và tiểu hành tinh Bennu -i.e. các công cụ RALPH và LORRI và công cụ OTES. Ngoài ra, một số thành viên của nhóm khoa học New Horizons và OSIRIS-REx sẽ cho mượn chuyên môn của họ cho nhiệm vụ Lucy.
Tương tự như vậy, nhiệm vụ Psyche sẽ có giá trị khoa học to lớn vì nó sẽ ghé thăm tiểu hành tinh kim loại duy nhất được biết là tồn tại. Tiểu hành tinh này có đường kính khoảng 210 km (130 mi) và được cho là hoàn toàn bằng sắt và niken. Về mặt này, nó tương tự như lõi kim loại Trái đất, cũng như lõi của mọi hành tinh trên mặt đất trong Hệ Mặt trời.
Đó là lý do tại sao các nhà khoa học tin rằng nó có thể là lõi tiếp xúc của một hành tinh có kích thước sao Hỏa. Theo lý thuyết này, 16 Psyche đã trải qua một số vụ va chạm lớn trong lịch sử ban đầu của Hệ mặt trời, khiến nó trút bỏ lớp phủ đá của nó. Tàu thăm dò robot sẽ ra mắt vào năm 2023 và dự kiến sẽ đến vào năm 2030 - sau khi nhận được một động tác hỗ trợ trọng lực Trái đất vào năm 2024 và một chuyến bay trên sao Hỏa vào năm 2025.
Bằng cách đo thành phần, từ trường và lập bản đồ các đặc điểm bề mặt của nó, nhóm khoa học Lucy Hy vọng sẽ tìm hiểu thêm về lịch sử hình thành hành tinh. Như Lindy Elkins-Tanton - Điều tra viên chính của Psyche và Giám đốc Trường Thám hiểm Trái đất và Không gian tại Đại học bang Arizona - đã nói trong cuộc họp ngắn của NASA:
Con người đã đến thăm thế giới đá và thế giới băng giá và thế giới làm bằng khí. Nhưng chúng ta chưa bao giờ thấy một thế giới kim loại. Psyche chưa bao giờ được truy cập hoặc có một bức ảnh được chụp nhiều hơn một điểm sáng. Và vì vậy, sự xuất hiện của nó vẫn còn là một bí ẩn. Nhiệm vụ này sẽ là khám phá và khám phá thực sự. Chúng tôi nghĩ rằng Psyche là lõi kim loại của một hành tinh nhỏ đã bị phá hủy trong năng lượng cao, tốc độ cao, một phần trăm tuổi của Hệ Mặt trời của chúng ta. Bằng cách truy cập Psyche, theo nghĩa đen, chúng ta có thể ghé thăm một lõi hành tinh theo cách duy nhất loài người có thể, Psyche cho phép chúng ta ghé thăm không gian bên trong bằng cách truy cập vào không gian bên ngoài.
Không chỉ các lõi hành tinh được cho là nơi bắt nguồn của từ trường (cần thiết cho sự xuất hiện của sự sống), mà chúng hoàn toàn không thể tiếp cận được với chúng ta. Rìa của lõi ngoài Trái đất cách 2.890 km (1790 mi) từ bề mặt hành tinh của chúng ta. Nhưng loài người sâu nhất từng đào là đến độ sâu 12 km (7,5 dặm), diễn ra tại lỗ khoan Kola Superdeep, ở Nga.
Ngoài ra, trong lõi Trái đất, điều kiện nhiệt độ và áp suất được ước tính đạt tới 5700 K (5400 ° C; 9752 ° F) và 330 đến 360 gigapascal (hơn ba triệu lần áp suất không khí bình thường). Điều này làm cho việc khám phá lõi của hành tinh chúng ta (hoặc bất kỳ hành tinh nào khác trong Hệ Mặt trời, đối với vấn đề đó) hoàn toàn không thực tế. Do đó, tại sao một nhiệm vụ robot đến một thế giới như Pysche lại là một cơ hội như vậy.
Và vì Psyche là vật thể kim loại tròn duy nhất được biết là tồn tại trong Hệ Mặt trời, nên tiểu hành tinh này không thể tồn tại như nó là duy nhất. Và vì chưa có nhiệm vụ nào diễn ra để khám phá bề mặt của nó, và không có hình ảnh nào tồn tại có thể cho chúng ta biết các đặc điểm bề mặt của nó sẽ trông như thế nào, nên nhiệm vụ Psyche chắc chắn sẽ làm sáng tỏ một thế giới nghiêm túc về thế giới kim loại.
Chúng tôi nghĩ nó trông như thế nào? hỏi Tanton. Có phải nó có dòng dung nham lưu huỳnh trên bề mặt không? Có phải nó được bao phủ bởi những vách đá cao chót vót được tạo ra khi hóa cứng kim loại co lại và bên ngoài của cơ thể bị phá vỡ? Có phải bề mặt của nó là sự kết hợp của kim loại sắt và tinh thể khoáng chất màu xanh lá cây như thiên thạch sắt? Và một miệng hố va chạm trong kim loại trông như thế nào? Có thể các cạnh của nó hoặc các tia sáng kim loại của nó bị đóng băng trong không gian lạnh lẽo trước khi chúng rơi trở lại trên bề mặt. Chúng tôi không biết.
Jim Green, Giám đốc Khoa học Hành tinh NASA NASA, bày tỏ sự nhiệt tình với các nhiệm vụ Discovery 13 và 14 trong thông cáo báo chí gần đây của NASA:
Đây là những nhiệm vụ khám phá thực sự tích hợp vào chiến lược lớn hơn của NASA trong việc điều tra cách thức hệ mặt trời hình thành và phát triển. Chúng tôi đã khám phá các hành tinh trên mặt đất, những người khổng lồ khí và một loạt các cơ thể khác quay quanh mặt trời. Lucy sẽ quan sát tàn dư nguyên thủy từ xa hơn trong hệ mặt trời, trong khi Psyche sẽ trực tiếp quan sát bên trong cơ thể hành tinh. Những mảnh ghép bổ sung này sẽ giúp chúng ta hiểu được mặt trời và gia đình các hành tinh của nó hình thành, thay đổi theo thời gian và trở thành nơi mà sự sống có thể phát triển và duy trì - và tương lai có thể nắm giữ điều gì.
Lucy và Psyche đã được chọn từ năm người vào chung kết được chọn để phát triển thêm vào tháng 9 năm 2015. Lần lượt, chúng được chọn từ 27 khái niệm nhiệm vụ được gửi lại vào tháng 11 năm 2014. Ví dụ về các nhiệm vụ Discovery trong quá khứ và hiện tại bao gồm tàu thăm dò không gian Kepler, tàu vũ trụ Dawn, Mars Pathfinder và tàu đổ bộ InSight (dự kiến ra mắt vào năm 2018).
