Четверг, 22 февраля, 2024

16+

Психея: что интересного в куске металла, летающем между Марсом и Юпитером?

Время на чтение 5 мин.

Обозначение 16 Психея говорит само за себя: это один из первых открытых астероидов (16-й по счету). Итальянский астроном Аннибале де Гаспарис обнаружил его, исследуя Главный пояс между орбитами Марса и Юпитера, и назвал в честь древнегреческой богини души. Это один из двухсот объектов в поясе астероидов с диаметром более 100 километров. Чем же Психея так интересная астрономам, что к ней отправили отдельный зонд?

Планетный зародыш

Хотя Психея — лишь один из объектов Главного пояса, и не самый крупный, на него приходится почти 1 % от массы всех тел пояса астероида. Благодаря такому весу (2,27 х 1019 килограммов) Психея входит в топ-10 самых массивных астероидов. Ее плотность долгое время объясняли тем, что она практически полностью состоит из металлов — железа и никеля. Кроме того, в ее составе практически нет воды. Хотя данные телескопа IRTF все-таки показывают, что на поверхности астероида есть следы гидроксильных групп, астрономы предполагают, что вода туда попала после столкновений с углеродистыми астероидами.

Впрочем, более новые данные о плотности, основанные на радиолокационных свойствах и спектральных характеристиках, указывают на то, что астероид, возможно, состоит из смеси мир металлов и силикатов. Хотя информация противоречива, астрономы склоняются к мысли, что Психея, вероятно, состоит из смеси скальных пород и металла, причем металл составляет от 30 до 60% ее объема.

Согласно одно из гипотез, Психея — остаток ядра несостоявшейся планеты. По крайней мере, ядро Земли состоит как раз из железо-никелевого сплава. Предполагается, что в ранней Солнечной системе Психея была планетезималью — небесного тела, которое, вращаясь вокруг протозвезды, постепенно притягивает к себе мелкие частицы, формируя все более крупное тело. Так, со временем из планетезимали, если не происходит какой-то катастрофы, образуется планета. Возможно, с Психеей как раз произошла катастрофа: многочисленные удары о другие небесные тела сорвали ее формирующуюся мантию, оставив лишь голое ядро.

Если эта гипотеза справедлива, то изучение Психеи даст ответы на многие вопросы относительно раннего этапа существования Солнечной системы. В любом случае, запущенная NASA межпланетная автоматическая станция впервые в истории изучит небесное тело, состоящее из металла, а не из камней и льда.

«Психея» летит к Психее

Автоматическая межпланетная станция «Психея» успешно стартовала в 10:19 13 октября 2023 г. на борту ракеты SpaceX Falcon Heavy. Зонд оснащен мультиспектральной камерой, гамма- и нейтронным спектрометром и магнитометром.

Мультиспектральная камера высокого разрешения оснащена фильтрами для идентификации металлических и силикатных пород, составляющих Психею. Прибор состоит из двух идентичных камер, предназначенных для сбора геологических, топографических и композитных данных. Назначение второй камеры — резервировать критически важную систему оптической навигации, которая позволит аппарату найти астероид на просторах Главного пояса.

С помощью спектрометров ученые составят карту химического состава Психеи. Приборы установлены на штативе длиной около двух метров, чтобы вынести датчики подальше от фонового излучения, создаваемого высокоэнергетическими частицами, взаимодействующими с аппаратом. На том же штативе находится и магнитометр, который измерит магнитное поле астероида.

Психея: что интересного в куске металла, летающем между Марсом и Юпитером?
Специалисты устанавливают магнетометр на штатив. Фото: NASA

Данные о внутреннем строении Психеи астрономы получат с помощью прибора, с высокой точностью измеряющего гравитационное поле астероида.

Не астероидом единым

Ценность аппарата «Психея» не только в исследовании далекого астероида. Зонд также протестирует несколько технологий, которые могут оказаться существенными для будущих исследовательских миссий.

Так, «Психея» проверила новую пока технологию лазерной связи, которая передает данные с помощью фотонов, а не радиоволн. Использование света вместо радио позволяет зонду передавать значительно больше данных за тот же промежуток времени. О лазерной связи мы подробно писали в этой статье, если технология оправдает себя, то астрономы смогут получить намного больше информации от каждого аппарата в глубоком космосе, чем раньше.

Кроме того, «Психея» использует солнечную электрическую тягу — она станет первым аппаратом с подобными двигателями за пределами орбиты Луны. Зонд оснащен четырьмя двигателями, работающими за счет эффекта Холла: они используют электромагнитные поля для выталкивания ионов инертного газа ксенона, которые, в свою очередь, создают тягу и красоту, оставляя за собой голубое свечение. В каждый момент времени работает только один двигатель, обеспечивающий тягу до 240 миллиньютонов — примерно такую силу нужно приложить, чтобы удержать на весу одну батарейку АА. В семь баков «Психеи» чуть больше тонны ксенонового топлива.

Психея: что интересного в куске металла, летающем между Марсом и Юпитером?
Выхлоп ксенонового двигателя. Фото: NASA

Две солнечные батареи, каждая из которых состоит из пяти панелей, питают двигатели и всю бортовую электронику, включая научные приборы. Сейчас солнечные батареи производят 21 киловатт энергии, но на орбите вокруг астероида их мощность значительно снизится — до 2,3–3,4 киловатт.

Психея: что интересного в куске металла, летающем между Марсом и Юпитером?
Инженеры разворачивают солнечные панели «Психеи» во время сборки зонда перед запуском. Фото: NASA

«Психея» прибудет к астероиду-тезке в 2029 году и по плану проработает на его орбите два года.

Оставьте ответ

Пожалуйста, введите свой комментарий!
Пожалуйста, введите ваше имя здесь