Cieľom misie NASA Psyche je rovnomenný asteroid bohatý na kovy v hlavnom páse medzi Marsom a Jupiterom. Z pozemských a vesmírnych teleskopov sa asteroid javí ako neostrý rozmazaný obraz. Vedci z radarových údajov vedia, že má tvar trochu ako zemiak a že sa otáča na boku.
Analýzou svetla odrazeného od asteroidu vedci predpokladajú, že asteroid Psyche je nezvyčajne bohatý na kov. Jedným z možných vysvetlení je, že sa vytvoril na začiatku našej slnečnej sústavy, buď ako jadro planetesimály alebo ako prvotný materiál, ktorý sa nikdy neroztopil. Táto misia si kladie za cieľ to zistiť, pričom vedci očakávajú, že im pomôže zodpovedať základné otázky o formovaní našej slnečnej sústavy.
"Ak sa ukáže, že je súčasťou kovového jadra, bude súčasťou úplne prvej generácie raných jadier našej slnečnej sústavy," povedala Lindy Elkins-Tantonová z Arizona State University, ktorá ako hlavná výskumníčka vedie misiu Psyche. "Ale to naozaj nevieme a nebudeme vedieť nič s istotou, kým sa tam nedostaneme." Máme množstvo otázok týkajúcich sa v prvom rade materiálu, ktorý bol základom stavby planét. Otázok máme veľa, no nemáme odpovede. Toto je skutočný prieskum."
Elkins-Tantonová viedla skupinu, ktorá navrhla Psyche ako misiu NASA projektu Discovery. Tá bola vybraná v roku 2017. Obrovskou výzvou bol podľa nej výber vedeckých prístrojov misie: Ako zaistíte, že získate údaje, ktoré potrebujete, keď si nie ste istí, čo konkrétne budete hľadať?
Napríklad, aby vedci určili, z čoho presne je asteroid zložený a či je súčasťou planetesimálneho jadra, potrebovali nástroje, ktoré by mohli zodpovedať rôznym možnostiam: nikel, železo, rôzne druhy hornín alebo zmiešané horniny a kovy.
Vybrali súpravu užitočného zaťaženia, ktorá obsahuje magnetometer na meranie akéhokoľvek magnetického poľa; snímače na fotografovanie a mapovanie povrchu; a spektrometre na určenie toho, z čoho je povrch vyrobený, meraním gama žiarenia a neutrónov z neho emitovaných. Vedci pokračujú v hypotézach o tom, z čoho sa Psyche skladá“ povedala Elkins-Tantonová.
Ako cestovať do neznámeho sveta
Ale predtým, ako vedci môžu uviesť tieto prístroje do prevádzky, budú musieť doletieť k asteroidu a dostať sa na jeho obežnú dráhu. Po štarte z Kennedyho vesmírneho strediska NASA v auguste 2022 Psyche o deväť mesiacov neskôr preletí okolo Marsu, pričom použije gravitačnú silu planéty, aby sa vystrelila smerom k asteroidu. Celkovo sa jedná o let so vzdialenosťou asi 2,4 miliardy kilometrov.
Sonda začne svoje posledné priblíženie k asteroidu koncom roka 2025. Keď sa priblíži k svojmu cieľu, tím misie zapne svoje kamery a vizuál asteroidu Psyche sa zmení z rozmazaného asteroidu, ktorý teraz pozorujeme, na objekt, ktorý môžeme pozorovať s vysokým rozlíšením, ktoré nám po prvýkrát odhalí povrchové črty tohto zvláštneho sveta. Snímky tiež pomôžu inžinierom zorientovať sa pri príprave na zníženie obežnej dráhy sondy v januári 2026. Počiatočná dráha sondy je navrhnutá tak, aby bola vo veľkej, bezpečnej výške – asi 700 kilometrov nad povrchom asteroidu.
Počas tohto prvého obehu sa tím pre návrh a navigáciu misie Psyche zameria na laserové meranie gravitačného poľa asteroidu, sily, ktorá udrží kozmickú loď na obežnej dráhe. S pochopením gravitačného poľa môže tím bezpečne navigovať kozmickú loď bližšie a bližšie k povrchu, pretože vedecká misia bude trvať necelé dva roky.
Zdá sa, že asteroid je hrudkovitý, širší (280 kilometrov v najširšom bode) zhora nadol, s nerovnomerným rozložením hmoty. Niektoré časti môžu byť menej husté, ako špongia, a niektoré môžu byť masívnejšie. Časti Psyche s väčšou hmotnosťou budú mať vyššiu gravitáciu, čím budú vyvíjať silnejší ťah na kozmickú loď.
Na vyriešenie záhady gravitačného poľa použije tím misie telekomunikačný systém kozmickej lode. Meraním jemných zmien rádiových vĺn odrážajúcich sa medzi sondou a veľkými anténami siete Deep Space Network okolo Zeme môžu inžinieri presne určiť hmotnosť asteroidu, gravitačné pole, rotáciu, orientáciu a kolísanie.
Tím pracoval na scenároch a vymyslel tisíce „možných asteroidov Psyche“ – simulujúcich variácie v hustote a hmotnosti asteroidu a orientáciu jeho rotačnej osi – aby položili základy orbitálneho plánu. Môžu testovať svoje modely v počítačových simuláciách, ale neexistuje spôsob, ako to vedieť s istotou, kým sa tam sonda skutočne nedostane.
Počas 20 mesiacov bude sonda používať svoj jemný elektrický pohonný systém na klesanie na nižšie a nižšie obežné dráhy. Merania gravitačného poľa budú s približovaním sondy presnejšie a snímky povrchu budú mať vyššie rozlíšenie, čo tímu umožní lepšie porozumieť samotnému asteroidu. Nakoniec sonda zaujme konečnú obežnú dráhu asi 85 kilometrov nad povrchom.
Je to všetko v snahe vyriešiť hádanky tohto jedinečného asteroidu: Odkiaľ pochádza Psyché, z čoho sa skladá a čo nám hovorí o vzniku našej slnečnej sústavy?
"Ľudia boli vždy prieskumníci," povedal Elkins-Tanton. „Vždy chceme ísť ďalej; vždy si chceme predstaviť čo ďalšie nás čaká. Je nám to vlastné. Nevieme, čo nájdeme, a očakávam, že budeme úplne prekvapení.“