2021. i 2023. NASA će lansirati dvije svemirske sonde nazvane Lucy i Psyche. Lucy će posjetiti trojanske asteroide, dok će Psyche letjeti do usamljenog asteroida od čistog metala.
NASA trenutno razvija dvije svemirske sonde - Lucy i Psyche - čija je misija educirati nas o tome kako je nastao Sunčev sustav, posjetivši ukupno osam asteroida koji kruže oko Jupitera od 2025. do 2033. godine.
Imena sondi nisu izabrana slučajno: "Lucy" je ime dato ostacima našeg vrlo dalekog pretka starog 3,2 milijuna godina i vrlo je prikladno, objašnjava voditelj projekta "Lucy" Harold Levison:
"Ti mali asteroidi zapravo su ostaci planetarne formacije, zbog čega smo našu sondu nazvali Lucy po jednom od naših ljudskih predaka."
Svemirska sonda "Psyche" dobila je drugačije ime - u čast tog usamljenog asteroida, koji se sastoji gotovo isključivo od metala, do kojeg će letjeti.
Kraljevstvo Jupiter
Jupiter je najveći planet Sunčevog sustava s ogromnom gravitacijom koja odgovara njegovoj veličini. I uz pomoć ove moći, Jupiter kontrolira asteroide duge kilometre oko sebe.
Promotivni video:
U istoj orbiti kao i Jupiter, samo 60 stupnjeva ispred i 60 stupnjeva nakon planeta, nalazi se mnogo asteroida koje je Jupiter zarobio, a koji su se nakupili u takozvanim L4 i L5 Lagrange točkama (pročitajte o Lagrangeovim točkama na kraju članka).
Nazvani su "Trojanski asteroidi" u čast Trojanskog rata. Asteroidi na točki L4 Lagrange nazvani su po grčkim junacima, a oni na točki L5 po junacima Troje. Ukupno obje skupine sadrže do milijun asteroida čija veličina premašuje kvadratni kilometar.
Lucy će biti prva svemirska sonda na svijetu koja je posjetila trojanske asteroide, a ovaj će posjet, nadaju se znanstvenici, rasvijetliti stvaranje sunčevog sustava. Jer, iako asteroidi pripadaju kraljevstvu Jupitera, oni se nevjerojatno razlikuju od svoje okoline i jedni od drugih. To znači da su se najvjerojatnije stvorili na raznim mjestima Sunčevog sustava.
Kad je Sunčev sustav bio vrlo mlad, planeti još nisu imali svoje moderne orbite, već su se kretali "nasumce". Kad su prošli veliki, teški planeti poput Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna, izazvali su totalni kaos među milijunima velikih i malih asteroida koji su se također nalazili u Sunčevom sustavu.
Mnogi od tih asteroida uglavnom su izbačeni iz Sunčevog sustava, a neke od njih zarobio je moćni Jupiter i upravo se oni danas nazivaju trojanskim asteroidima.
Priča o Sunčevom sustavu
Harold Levison iz projekta Lucy izrazio je to ovako: „Jedna od zapanjujućih karakteristika trojanskih asteroida jest ta što se vrlo razlikuju. Kad ih gledamo kroz teleskop odavde, sa Zemlje, vidimo da imaju vrlo različite boje i spektre. I zato, vjerujemo da će nam reći nešto o tome kako je Sunčev sustav nastao i razvijao se. Vjerujemo da je raznolikost posljedica činjenice da su asteroidi nastali na različitim mjestima Sunčevog sustava s različitim fizičkim karakteristikama. Ali tijekom razvoja sustava putovali su posvuda dok nisu završili putovanje u orbiti oko Jupitera."
Dugo putovanje "Lucy"
Vjerovali ili ne, svemirska sonda Lucy posjetit će i grčke heroje na L4, a zatim trojanske heroje na L5. To je veliko postignuće, jer su L4 i L5 udaljeni milijardu kilometara, svaka skupina na svojoj strani Jupitera, da tako kažem.
Svemirska sonda lansirana je 2021. godine, a na putu do L4 u travnju 2025. godine proletjet će pored malog asteroida, veličine samo četiri kilometra, prigodnog imena 52246 Donaldjuhansson, koje je nazvano po arheologu koji je pronašao ostatke hominida Lucy u Etiopiji 1974. godine. Čini se da se putanja leta odjednom jako dobro poklopila s imenom sonde - ali ovdje imam pitanje, je li isti tim koji je angažiran u projektu Lucy dao ime malom asteroidu?
Neki je problem što će "Lucy" letjeti asteroidima brzinom većom od 20 000 km na sat. Stoga će biti vrlo malo vremena za pregled svakog pojedinog asteroida.
Razlog je taj što Lucy ne može s njim dati toliko goriva koliko bi sondi trebalo da uspori i proleti. Svemirska sonda teži 1.435 kg, a većinu te težine čine instrumenti, radio odašiljači i solarni paneli.
2027. godine Lucy će doći do L4, gdje će sljedeće godine obići četiri vrlo različita asteroida. Tada će svemirska sonda napustiti L4 i nastaviti snažnom krivuljom kroz Sunčev sustav od točke L4 do točke L5. Nije nimalo čudno da će ovo putovanje trajati oko pet godina, a u ožujku 2033. godine sonda će biti na dva asteroida veličine 100 kvadratnih kilometara koji će orbitirati jedan oko drugog.
Takvi se binarni asteroidi rijetko mogu naći u unutarnjem Sunčevom sustavu, u pravilu se nalaze u Kuiperovom pojasu, izvan orbite Neptuna - pa će ovdje Lucy možda imati priliku pogledati asteroide do kojih bismo inače bili jako daleko dobiti.
Psiha - asteroid izrađen od metala
Putovanje do asteroida Psihe ima drugu svrhu. Ovo kozmičko tijelo, veličine dobrih 250 četvornih kilometara, nalazi se u pojasu asteroida između Marsa i Jupitera, okreće se u blago izduženoj orbiti na udaljenosti od 2,5 do 3,3 astronomske jedinice (AU) od Sunca, kojim asteroid kruži za pet godina …
Zvuči nevjerojatno, ali Psyche je jedini poznati asteroid koji je navodno napravljen od čistog metala. Postoji verzija da je Psiha započela svoje postojanje kao jezgra malog planeta, promjera najmanje 500 km, a možda i gotovo toliko velikog kao Mars.
Kad je Sunčev sustav još bio prilično "dijete", bilo je mnogo sudara između planeta i asteroida, a postoji teorija da je planet, čiji je dio bila i Psiha, nakon jednog ili nekoliko većih sudara izgubio stjenovitu ljusku, tako da je ostala samo jezgra.
Jedini problem ove inače izvanredne teorije je taj da su ostaci ljuske trebali biti sačuvani u gotovo istoj orbiti kao i sama Psiha, nalik na obične kamene asteroide. Ali ništa od toga nije pronađeno.
Površinska voda i jezgra rastopljenog metala
U svakom slučaju, Psyche je za nas jedinstvena prilika da vidimo kako izgleda metalna jezgra planeta. Znamo da Zemlja ima jezgru od tekućeg metala koja stvara magnetsko polje, ali do nje se ne može spustiti. Ali svemirsku sondu možemo poslati na put od 300 milijuna kilometara.
Svemirska sonda Psyche pokrenut će se 2023. godine, a cilj će postići za pet godina. Sondom će se voditi ionski pogon, koji će joj omogućiti ulazak u orbitu oko asteroida Psihe i proučavanje od 2028. do 2030. godine.
Bit će to izuzetno iskustvo, jer nikada prije nismo vidjeli planet od čistog metala. Kako izgleda udarni krater? Hoće li kapi rastopljenog metala, raspršene pri udarcu, imati vremena da se ponovno stvrdnu prije nego što padnu natrag?
Bilo je iznenađujuće pronaći tragove vode na površini, ali to je možda posljedica sudara s malim asteroidima koji sadrže led.
Ali najvažnije pitanje, naravno, vezano je uz magnetizam. Danas se pretpostavlja da je magnetsko polje stvoreno rotacijom metalnih jezgri unutar planeta dovoljno velikih da se barem dio jezgre metala rastopi.
Psiha s velikim stupnjem vjerojatnosti ostala je s prilično malog planeta, koji vjerojatno nije imao dovoljnu veličinu za tekuću jezgru. Stoga je vrlo zanimljivo otkriti imaju li još uvijek tragove magnetskog polja iz vremena kada je još bila središte planeta ili, kako je rekla stručnjakinja za to područje Lindy Elkins-Tanton: “Hoće li se Psyche pokazati malim magnetom za hladnjak usred svemira?"
Lagrangeove točke
Kao i svi planeti u Sunčevom sustavu, i Jupiter ima pet takozvanih Lagrangeovih točaka. To su mjesta na kojima će malo tijelo slijediti planet na takav način da će s planeta izgledati nepomično.
Oni asteroidi koje će Lucy posjetiti nalaze se na točkama L4 i L5, 60 stupnjeva prije i 60 stupnjeva nakon Jupitera, ali u istoj orbiti kao i sam planet.
Krećući se istom brzinom kao i planet
Uobičajena zabluda je da se sile koje utječu na malo tijelo međusobno uravnotežuju na Lagrangeovim točkama.
Ovo nije istina. U svakoj od pet točaka malo je tijelo podvrgnuto gravitaciji i s planeta (ovdje - Jupiter) i sa sunca.
Ovih pet točaka razlikuju se po tome što je zbroj tih sila u njima upravo takav da se malo tijelo počinje okretati oko Sunca istom brzinom kao i planet i stoga ga slijedi.
To, međutim, djeluje samo kada je tijelo toliko malo da se vlastita gravitacijska sila može zanemariti - a ovaj uvjet asteroidi savršeno ispunjavaju.
L4 i L5 stabilne točke
L1, L2 i L3 su nestabilne točke, malo tijelo može brzo skočiti s njih. No, sasvim je moguće vratiti se njima ako potrošite malo goriva.
L4 i L5 su stabilni, što znači da ako malo tijelo ne pogodi točno jednu od dvije točke, tada može kružiti oko točke.
Zato su L4 i L5 u sustavu Sunce-Jupiter toliko veliki da mogu primiti preko milijun asteroida. Asteroidi se ne nalaze na samim točkama, već u orbitama oko njih.
