Trong nỗ lực đặt mục tiêu khám phá cho tương lai, Chương trình Khám phá của NASA đã đưa ra lời kêu gọi đề xuất cho sứ mệnh Khám phá thứ mười ba của họ vào tháng 2 năm 2014. Sau khi xem xét 27 đề xuất ban đầu, một hội đồng của NASA và các nhà khoa học và kỹ sư khác gần đây đã chọn năm nhà bán kết cho nghiên cứu và phát triển bổ sung, một hoặc hai trong số đó sẽ được đưa ra vào những năm 2020.
Để mắt tới Sao Kim, các vật thể gần Trái đất và các tiểu hành tinh, các sứ mệnh này đang nhìn xa hơn Sao Hỏa để giải quyết các câu hỏi khác về lịch sử và sự hình thành của Hệ Mặt Trời của chúng ta. Trong số đó là nhiệm vụ Psyche đề xuất, một tàu vũ trụ robot sẽ khám phá tiểu hành tinh kim loại cùng tên - 16 Psyche - với hy vọng làm sáng tỏ những bí ẩn về sự hình thành hành tinh.
Được phát hiện bởi nhà thiên văn học người Ý Annibale de Gasparis vào ngày 17 tháng 3 năm 1852 - và được đặt theo tên của một nhân vật thần thoại Hy Lạp - Psyche là một trong mười tiểu hành tinh lớn nhất trong Vành đai tiểu hành tinh. Đây cũng là tiểu hành tinh loại M lớn nhất, một lớp đặc biệt liên quan đến các tiểu hành tinh có thành phần chủ yếu là niken và sắt.
Trong một thời gian, các nhà khoa học đã suy đoán rằng tiểu hành tinh kim loại này thực tế là người sống sót của một protoplanet. Trong kịch bản này, một vụ va chạm dữ dội với một hành tinh bị tước bỏ lớp Psyche, bên ngoài, chỉ còn lại lớp kim loại dày đặc. Lý thuyết này được hỗ trợ bởi các ước tính về mật độ khối, phổ và các đặc tính bề mặt radar của Psyche; tất cả đều cho thấy nó là một vật thể không giống bất kỳ vật nào khác trong Vành đai.
Ngoài ra, thành phần 16 Psyche này rất giống với lõi kim loại của Earth. Cho rằng các nhà thiên văn học nghĩ rằng các hành tinh lớn hơn như Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa hình thành từ sự va chạm và sáp nhập của các thế giới nhỏ hơn, Psyche có thể là phần còn lại của một hành tinh không thể tạo ra một cơ thể lớn hơn.
Nếu một hành tinh như vậy bị tấn công bởi một vật thể đủ lớn, nó sẽ có thể mất đi phần bên ngoài có khối lượng thấp hơn trong khi vẫn giữ nguyên lõi. Do đó, nghiên cứu 250 km (155 dặm) thân rộng này, cung cấp một cơ hội duy nhất để tìm hiểu thêm về nội thất của các hành tinh và mặt trăng lớn, có lõi được ẩn dưới nhiều dặm của nhạc rock.
Tiến sĩ Linda Elkins-Tanton thuộc Đại học bang Arizona, Trường khám phá Trái đất và Không gian là Điều tra viên Nguyên tắc của nhiệm vụ này. Như cô và nhóm của mình đã nêu trong tài liệu đề xuất nhiệm vụ của họ, ban đầu được đệ trình như một phần của Hội nghị khoa học hành tinh và hành tinh lần thứ 45 (2014):
Nhiệm vụ này sẽ là một hành trình ngược thời gian đến một trong những thời kỳ đầu tiên của sự bồi đắp hành tinh, khi các cơ thể đầu tiên không chỉ khác biệt, mà còn bị nghiền nát, xé vụn và bị bồi đắp bởi các va chạm. Đây cũng là một cuộc thám hiểm, theo ủy quyền, về nội thất của các hành tinh và vệ tinh trên mặt đất ngày nay: chúng ta không thể đến thăm lõi kim loại bằng bất kỳ cách nào khác.
Vì tất cả những lý do này, cùng với khả năng tiếp cận tương đối với điểm hẹn và quỹ đạo chi phí thấp, Psyche là mục tiêu tuyệt vời cho nhiệm vụ của lớp Discovery, đặc trưng cho địa chất, hình dạng, thành phần nguyên tố, từ trường và phân bố khối lượng của nó.
Một nhiệm vụ robot đến Pysche cũng sẽ giúp các nhà thiên văn học tìm hiểu thêm về thế giới kim loại, một loại vật thể trong hệ mặt trời mà các nhà khoa học biết rất ít. Nhưng có lẽ lý do lớn nhất để nghiên cứu 16 Psyche là thực tế là nó là duy nhất. Cho đến nay, cơ thể này là cơ thể giống như lõi kim loại duy nhất được phát hiện trong Hệ Mặt Trời.
Tàu vũ trụ được đề xuất sẽ quay quanh Psyche trong sáu tháng, nghiên cứu địa hình, đặc điểm bề mặt, trọng lực, từ tính và các đặc điểm khác. Nhiệm vụ này cũng sẽ có hiệu quả về chi phí và nhanh chóng được triển khai, vì phần lớn dựa trên công nghệ đã đi vào việc chế tạo tàu thăm dò NASA Dawn Dawn. Hiện tại trên quỹ đạo xung quanh Ceres, sứ mệnh Dawn đã chứng minh tính hiệu quả của nhiều công nghệ mới, không ít trong số đó là máy đẩy ion xenon.
Nhiệm vụ quỹ đạo Psyche đã được chọn là một trong năm chương trình khám phá của chương trình Discovery vào ngày 30 tháng 9 năm 2015. Mỗi đề xuất đã nhận được 3 triệu đô la cho các nghiên cứu kéo dài trong năm để đưa ra kế hoạch nhiệm vụ chi tiết và giảm thiểu rủi ro. Một hoặc hai người vào chung kết sẽ được chọn để nhận ngân sách chương trình 450 triệu đô la (trừ chi phí cho một phương tiện phóng và hoạt động nhiệm vụ) và sẽ ra mắt sớm nhất vào năm 2020.
