En el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Los ingenieros integran un espectrómetro de neutrones y rayos gamma en la nave espacial Psyche de la agencia. El instrumento ayudará a determinar los elementos que componen su objetivo, un asteroide también llamado Psyche. Crédito:NASA / JPL-Caltech
Programado para lanzarse el próximo año, La misión Psyche de la NASA marca la primera vez que la agencia se propone explorar un asteroide más rico en metal que en roca o hielo.
Han pasado más de 150 años desde que el novelista Julio Verne escribió "Viaje al centro de la Tierra, "pero la realidad aún tiene que ponerse al día con esa aventura de ciencia ficción. Si bien los humanos no pueden abrir un camino hacia el núcleo metálico de nuestro planeta, La NASA tiene la mira puesta en visitar un asteroide gigante que pueden ser los restos congelados del núcleo fundido de un mundo pasado.
Llamado psique, este asteroide orbita alrededor del Sol en el cinturón de asteroides principal, entre Marte y Júpiter. Utilizando datos recopilados de radares terrestres y telescopios ópticos, Los científicos creen que Psyche está hecho principalmente de metal. Podría ser parte o todo el interior rico en hierro de un bloque de construcción planetario temprano que fue despojado de su capa exterior rocosa cuando chocó repetidamente con otros cuerpos grandes durante la formación temprana del sistema solar.
El asteroide que tiene aproximadamente 173 millas (280 kilómetros) en su punto más ancho, también podría ser otra cosa. Podría ser la pieza sobrante de un tipo completamente diferente de cuerpo rico en hierro que se formó a partir de material rico en metales en algún lugar del sistema solar.
El generador de imágenes multiespectral de Psyche, en proceso de montaje y prueba el 13 de septiembre, 2021, en Malin Space Science Systems en San Diego, California. Crédito:NASA / JPL-Caltech / ASU / MSSS
La misión Psyche de la NASA espera averiguarlo. Programado para un lanzamiento en agosto de 2022, durante dos años, la nave estará en órbita alrededor del asteroide que le dio nombre, tomando fotos, mapeo de la superficie, y buscando evidencia de un antiguo campo magnético. Psyche también estudiará los neutrones y los rayos gamma provenientes de la superficie del asteroide para ayudar a determinar su composición elemental.
La primera misión para explorar un asteroide con una superficie que contiene cantidades sustanciales de metal en lugar de roca o hielo, Psique busca comprender mejor los núcleos de hierro, un bloque de construcción inexplorado de la formación de planetas. La misión también brinda potencialmente la primera oportunidad de examinar directamente el interior de un planeta rocoso al ofrecer una mirada al interior de un cuerpo planetario previamente estratificado que de otra manera nunca se podría ver. Lo que los científicos aprendan podría arrojar luz adicional sobre cómo se formaron la Tierra y otros planetas rocosos.
"Hay muchas preguntas básicas sobre Psyche que no tienen respuesta, "dijo el investigador principal de la misión, Lindy Elkins-Tanton de la Universidad Estatal de Arizona. "Y con cada detalle que se agrega de los datos que podemos recopilar de la Tierra, simplemente se vuelve más difícil hacer una historia sensata. Realmente no sabemos lo que veremos hasta que lo visitemos, y nos vamos a sorprender ".
Los ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California integraron el instrumento magnetómetro en la nave espacial Psyche de la agencia el 28 de junio. 2021. El instrumento ayudará a determinar si el asteroide Psyche es parte de un planetesimal. Crédito:NASA / JPL-Caltech
Por ejemplo, Observaciones previas en tierra llevaron a los científicos a creer que el asteroide era hasta en un 90% de metal. Una investigación reciente dirigida por Elkins-Tanton utilizó mediciones de densidad actualizadas para estimar que es más probable que el asteroide tenga entre un 30% y un 60% de metal.
Y los científicos están desconcertados por qué Psyche parece tener un bajo contenido de óxidos de hierro, que son compuestos químicos hechos de hierro y oxígeno. Marte, Mercurio, Venus, y la Tierra todos los tienen. "Entonces, si tenemos razón en que Psyche es una mezcla de metal y rock, y la roca tiene muy poco óxido de hierro, entonces tiene que haber una historia extraña sobre cómo se creó, porque no se ajusta a las historias estándar de las creaciones planetarias, "Dijo Elkins-Tanton.
Misterio de la psique
Los científicos tampoco saben dónde se formó Psyche. Podría haberse originado dentro del cinturón de asteroides principal, pero también es posible que haya nacido en la misma zona que los planetas interiores como la Tierra, o en el sistema solar exterior, donde ahora residen planetas gigantes como Júpiter. Ninguna historia de origen sigue un camino simple hacia donde vive Psyche ahora, 280 millones de millas (450 millones de kilómetros) del Sol.
Los asteroides en general pueden ofrecer información sobre la formación de planetas y cómo funcionaba el sistema solar temprano hace 4.600 millones de años. Pero Psyche es particularmente interesante para los científicos debido a lo inusual que es, con su contenido metálico, alta densidad, y baja concentración de óxidos de hierro.
"El hecho de que sea tan inusual nos está contando una nueva historia que no habíamos visto antes sobre cómo evolucionaron los asteroides, "dijo Bill Bottke, Científico de la misión Psyche del Southwest Research Institute en Boulder, Colorado. "That's a piece of the story we don't have right now. By getting that piece together with all the others we have, we continue to refine our story of how the solar system formed and evolved early on."
Tools of the Trade
To help figure out the asteroid's origins, the mission's science investigation will rely on a magnetometer, a gamma ray and neutron spectrometer, and a multispectral imager. Scientists know that the asteroid doesn't generate a magnetic field the way Earth does, but if Psyche had a magnetic field in the past, it could still be recorded in the asteroid's material today. With sensors mounted onto a 6-foot (2-meter) boom, the magnetometer can determine whether Psyche is still magnetized. Si es así, that would confirm that the asteroid is part of the core of an early planetesimal, the building block of an early planet.
This illustration depicts NASA’s Psyche spacecraft, set to launch in August 2022. Credit:NASA/JPL-Caltech/ASU
The orbiter's gamma ray and neutron spectrometer instrument will help scientists determine the asteroid's chemical elements. As cosmic rays and high-energy particles impact Psyche's surface, the elements that make up the surface material absorb the energy. The neutrons and gamma rays they emit in response can be detected by the spectrometer, allowing scientists to match their properties to those emitted by known elements to determine what Psyche is made of.
Mientras tanto, a pair of color cameras make up the multispectral imager. The imager is sensitive to light just beyond what humans can see, using filters in the ultraviolet and near-infrared wavelengths. The light reflected in these filters could help determine the mineralogy of any rocky material that may exist on Psyche's surface.
The spacecraft's telecommunications system will help with the science as well. The X-band radio system is primarily used to send commands to the spacecraft and receive engineering and science data from it. But scientists can also analyze subtle changes in these radio waves to measure the body's rotation, tambalearse, masa, and gravity field, providing additional clues about the composition and structure of Psyche's interior.
Eyes on Psyche
But before any of this science analysis gets underway, there will be pictures. By late 2025, three years after launch, Psyche will be within sight of the asteroid, and the imager team will be on high alert.
"Even before we get into orbit, we'll start getting much better pictures than we can from telescopes on Earth. We'll start to resolve features, see big craters, crater basins—maybe mountain ranges. Who knows what we'll see?" said Jim Bell of Arizona State University, deputy principal investigator of Psyche and imager team lead. "All we know is that the reality of Psyche is going to be even weirder and more beautiful than we can imagine."
