"Психея" - загадъчният метален свят, към който се отправи космически апарат на НАСА

Ч овечеството вече е посещавало светове, изградени от скали, лед или газ. За първи път обаче то се отправя към загадъчен метален свят със стартиралата наскоро мисия "Психея" на НАСА.

Falcon Heavy's side boosters landing back on Earth after launching the Psyche spacecraft to orbit pic.twitter.com/sOY7M8QSlC

— SpaceX (@SpaceX) October 14, 2023

Полетите до други планети обикновено се смятат за най-вълнуващата част от изследването на космоса. От научна гледна точка обаче изучаването на някои астероиди може да се окаже още по-важно, тъй като сред тях може да има "несъстояли се" планети. Астероидът, към който пое космическият апарат на НАСА, вероятно принадлежи точно към такъв тип и според една от версиите той може да е ядро на протопланета.

За разлика от повечето астероиди, които обикновено са скалисти или ледени, 16 Психея е богат на метали свят, какъвто никога досега не е изследван отблизо.

Според учените близката среща с астероида е единственият начин да се определи дали той представлява богато на метали ядро на голямо тяло с диаметър около 500 километра, което при по-нататъшно натрупване на маса е могло да се превърне в планета като Марс или Земята. Но дори да не се окаже оголеното ядро на планетарен зародиш, 16 Психея все пак ще представлява интерес за учените, защото принадлежи към популация от неизследвани никога досега първични тела в Слънчевата система.

View from the second stage before the escape burn and deployment of the Psyche spacecraft pic.twitter.com/Z25P7gN9NA

— SpaceX (@SpaceX) October 13, 2023

НАСА изстреля космическия апарат "Психея" само две седмици, след като върна на Земята най-голямата проба от материал, събирана някога от повърхността на астероид - в случая от много по-малък, скалист и близък до нашата планета свят, наречен Бену.

Какво знаем за загадъчния метален свят 16 Психея, който ще изследва едноименната мисия на НАСА? 

Богатият на метали обект се намира в главния астероиден пояс между орбитите на Марс и Юпитер. Той обикаля около Слънцето във външната част на пояса заедно с милиони други космически скали.

Космическият апарат "Психея" с размерите на малък микробус, задвижван от система от йонни двигатели, която се използва за първи път в междупланетна мисия, се очаква да достигне целта си след близо шест години - през лятото на 2029 г. "Това е нещо, за което сте чували в "Междузвездни войни" и "Стар Трек", но днес ние превръщаме в реалност", казват от екипа.

"Психея" разполага и с експериментална комуникационна система, която използва лазери вместо радиовълни в опит да увеличи количеството на данните, които ще идват от дълбокия космос към Земята. 

След като измине 3,5 милиарда километра, космическият апарат ще прекара малко повече от две години в изучаването на астероида с помощта на набор от научни инструменти, за да определи истинската му природа.

Изследователите смятат, че в началото на "живота" си в ранната Слънчева система 16 Психея е била богато на желязо ядро на планетезимал или ранен планетарен градивен елемент, вероятно подобен на Земята и други планети от земен тип. С течение на времето астероидът вероятно се е сблъскал с други скалисти обекти, губейки външната си кора и мантията, докато не е останало само металното му ядро.

Who Wants to be a Trillionaire?

Mission to Psyche Could Uncover Tons of Precious Metals: https://t.co/zmC4GITDZU

— World and Science (@WorldAndScience) October 19, 2023

Предишни мисии като "ОСИРИС-РЕКС" пътуваха до близки до Земята астероиди, които потенциално биха могли да се сблъскат с нея. Металният свят 16 Психея обаче не представлява заплаха за нашата планета. Гигантската космическа скала се намира на около 378 милиона до 497 милиона километра от Слънцето.

Астероидът е открит от италианския астроном Анибале де Гаспарис на 17 март 1852 г. Наречен на гръцката богиня на душата, той е най-големият от металните М-клас астероиди в нашата Слънчева система.

"Психея е нещо като образец на астероидите от М-клас. От група на странните и загадъчни астероиди, той е най-големият, най-странният и най-мистериозният", казва д-р Зоуи Ландсман, научен съветник в лабораторията "Екзолит" към университета на Централна Флорида. 

Полет до един астероид: Старт на космическата мисията "Психея"

Според НАСА космическата скала с формата на картоф е с размери почти 280 километра в най-широката си част и е с дължина 232 километра.

Наблюденията на 16 Психея с радари и телескопи разкриха, че астероидът вероятно съдържа желязо и следи от никел и други метали, всички от които са в изобилие в Слънчевата система. Плътността на астероида обаче предполага, че той не е изграден от твърд метал. Психея изглежда съдържа и скален материал и силикат, или материалът, който се открива в стъклото и пясъка.

"Възможно е обаче Психея да е по-първичен обект, който никога не се е разделял на кора, мантия и ядро. Това е друг важен въпрос, на който мисията може да отговори", казва Ландсман. 

Новите наблюдения, направени през февруари 2022 г., подкрепят тезата, че Психея е богато на желязо ядро.  

"Всеки път, когато се публикува ново изследване на Психея, то повдига повече въпроси", отбелязва Анисия Аредондо, постдокторант в Югозападния изследователски институт в Сан Антонио и водещ автор на нова статия за астероида. 

"Нашите открития показват, че този обект е много сложен и вероятно крие редица други изненади. Възможността за неочаквани неща е една от най-вълнуващите части на всяка мисия за изучаване на неизследвано тяло и ние очакваме с нетърпение да получим по-добра представа за произхода на Психея", допълва Аредондо. 

16 Психея трябва да стане първият астероид от този вид, който някога е изследван отблизо от космически апарат. Смята се, че астероидът се състои от от желязо, никел, злато и други метали, чиято обща хипотетична парична стойност се изчислява на 10 квадрилиона долара.

NASA has launched its first mission to the metal asteroid Psyche to discover if it is the exposed core of an early planetary building block from the beginning of the solar system https://t.co/cvLSRU2my1 pic.twitter.com/vDgTZUKTMV

— CNN (@CNN) October 13, 2023

Мисията "Психея" обаче няма нищо общо с космическия добив, отбелязват учените. Нейната цел е да подобри представа за формирането на Земята и други скалисти планети като Меркурий, Венера и Марс, които са изградени около ядра от разтопен метал.

Скритият разтопен център на нашата планета е много горещ и се намира твърде надълбоко, за да може някога да бъде изследван директно.

Ако наблюденията на мисията потвърдят, че Психея наистина е оголено метално ядро, астрономите могат да научат истината за това какво се крие в сърцето на Земята. 

"Лично аз искам да знам как изглежда това нещо! Никога не сме виждали отблизо повърхността на метален свят. Астероидите нямат атмосфера, която да ги предпазва от космоса, и повърхността им е изложена на ударите на микрометеорити и радиацията. Как ще изглежда космическото изветряне на метален свят?", споделя Ландсман.

"Хората отдавна мечтаят да отидат до металното ядро на нашата Земя. Вземете, например, Жул Верн", каза на свой ред преди старта главният учен на мисията Линди Елкинс-Тантън от университета на Аризона. 

"Налягането е твърде високо. Температурата е твърде висока. Технологията е невъзможна", отбеляза тя. "Има един начин, обаче, който ще ни позволи да разгледаме метално ядро и това е като отидем до този астероид".

Смятан за планетарен градивен елемент от формирането на Слънчевата система преди 4,5 милиарда години, астероидът 16 Психея може да помогне да се отговори на такива фундаментални въпроси като как се е появил животът на нашата планета и какво я прави обитаема.

Учените припомнят, че желязното ядро на Земята е отговорно за магнитното поле, което защитава атмосферата ни и дава възможност за живот.

Колкото до идеята за извличане на богатството от метали за които се предполага, че съдържа Психея, и доставянето им на Земята,  Елкинс-Тантън казва, че космическата наука разполага с "нулева технология" за подобно начинание.

Изследване от 2020 г. изказа хипотезата, че парче желязо с размерите на 16 Психея може да струва квадрилиони долари. Според Филип Мецгер, планетарен физик в Космическия институт към университета на Централна Флорида, на 16 Психея не може да бъде поставена цена. Макар че добивът на полезни изкопаеми от близки астероиди скоро може да се превърне в доходоносно начинание, обектът на предстоящата мисия на НАСА е твърде отдалечен, за да бъде подобна цел, обяснява той. 

Psyche booster incoming pic.twitter.com/RWlvqdmuzh

— Ben Cooper (@LaunchPhoto) October 13, 2023

"Първо, ако върнете толкова метал, колкото вероятно съществува в Психея, тогава металите вече няма да са редки и цената им ще падне рязко. Второ, транспортните разходи за връщане на метала от Психея, която е много далече в космоса, са толкова високи, че изобщо не бихте могли да спечелите", допълва Мецгер.

Астероидът 16 Психея ще остане загадка за човечеството докато едноименният космически апарат стигне до него през лятото на 2029 г. и посвети следващите две години на изучаването на загадъчния метален свят.

"Има много голяма вероятност астероидът да е извън нашите представи и това е моята най-голяма надежда", казва главният учен на мисията "Психея" Линди Елкинс-Тантън.

Ако мисията премине успешно, учените ще разполагат с данни за това как са се формирали планетите в младата Слънчева система и какви са били условията в протопланетния диск. "Психея" не е единственият космически апарат с подобна мисия. Очаква се до 2027 г. космическият апарат "Луси" на НАСА да достигне до най-старите астероиди в близост до орбитата на Юпитер.

Ако "Психея", "Луси" и други подобни мисии се увенчаят с успех, до 2030 г. учените ще могат да изградят много по-точен модел на еволюцията на Слънчевата система и да отговорят на въпроса как точно се е формирала Земята.