V rokoch 2021 a 2023 NASA vypustí dve vesmírne sondy s názvom Lucy a Psyche. Lucy navštívi trójske asteroidy, zatiaľ čo Psyche poletí k osamelému asteroidu z čistého kovu.
NASA v súčasnosti vyvíja dve vesmírne sondy - Lucy a Psyche - ktorých poslaním je vzdelávať nás v tom, ako vznikla slnečná sústava, pričom v rokoch 2025 až 2033 navštívila spolu osem asteroidov obiehajúcich okolo Jupitera.
Názvy sond neboli vybrané náhodou: „Lucy“je meno, ktoré dostali ostatky nášho veľmi vzdialeného predka starého 3,2 milióna rokov a je veľmi vhodné, vysvetľuje vedúci projektu „Lucy“Harold Levison:
„Tieto malé asteroidy sú vlastne pozostatkami z planetárneho formovania, a preto sme našej sonde dali meno Lucy po jednom z našich ľudských predkov.“
Vesmírna sonda „Psyche“dostala svoje meno inak - na počesť toho osamelého asteroidu, pozostávajúceho takmer výlučne z kovu, na ktorý poletí.
Kráľovstvo Jupiter
Jupiter je najväčšou planétou slnečnej sústavy s obrovskou gravitáciou zodpovedajúcou jej veľkosti. A pomocou tejto sily ovláda Jupiter asteroidy dlhé kilometre okolo seba.
Propagačné video:
Na rovnakej obežnej dráhe ako Jupiter, iba 60 stupňov pred a 60 stupňov po planéte, je Jupiterom zachytených veľa asteroidov, ktoré sa nahromadili v takzvaných Lagrangeových bodoch L4 a L5 (o Lagrangeových bodoch si prečítajte na konci článku).
Na počesť trójskej vojny ich pomenovali „trójske asteroidy“. Asteroidy v bode L4 Lagrange sú pomenované po gréckych hrdinoch a tie v bode L5 sú pomenované po hrdinoch Tróje. Celkovo obe skupiny obsahujú až milión asteroidov, ktorých veľkosť presahuje štvorcový kilometer.
Lucy bude prvou vesmírnou sondou na svete, ktorá navštívi trójske asteroidy, a dúfajú, že táto návšteva osvetlí formovanie slnečnej sústavy. Pretože aj keď asteroidy patria do kráľovstva Jupiter, výrazne sa líšia od svojho okolia aj od seba navzájom. To znamená, že sa s najväčšou pravdepodobnosťou vytvorili na rôznych miestach slnečnej sústavy.
Keď bola slnečná sústava veľmi mladá, planéty ešte nemali svoje moderné dráhy, pohybovali sa iba „náhodne“. Keď okolo prechádzali veľké a ťažké planéty ako Jupiter, Saturn, Urán a Neptún, spôsobili totálny chaos medzi miliónmi veľkých a malých asteroidov, ktoré sa tiež nachádzali v slnečnej sústave.
Mnoho z týchto asteroidov bolo všeobecne vyhodených zo slnečnej sústavy a niektoré z nich zachytil mocný Jupiter. Práve oni sa dnes nazývajú trójske asteroidy.
Príbeh slnečnej sústavy
Harold Levison z projektu Lucy to vyjadril takto: „Jednou z pozoruhodných čŕt trójskych asteroidov je, že sú veľmi odlišné. Keď sa na ne pozrieme ďalekohľadom odtiaľto na Zemi, zistíme, že majú veľmi odlišné farby a spektrá. A preto veríme, že nám povedia niečo o tom, ako slnečná sústava vznikla a vyvinula sa. Veríme, že diverzita je spôsobená skutočnosťou, že asteroidy vznikali na rôznych miestach slnečnej sústavy s rôznymi fyzikálnymi vlastnosťami. Ale počas vývoja systému cestovali všade, kým nedokončili svoju cestu na obežnej dráhe okolo Jupitera. ““
Dlhá cesta „Lucy“
Verte tomu alebo nie, vesmírna sonda Lucy navštívi aj gréckych hrdinov na L4 a potom trójskych hrdinov na L5. Je to veľký úspech, pretože L4 a L5 sa nachádzajú vo vzdialenosti miliardy kilometrov od seba, každá skupina je takpovediac na svojej strane Jupitera.
Vesmírna sonda bude vypustená v roku 2021 a na cestu k L4 v apríli 2025 preletí okolo malého asteroidu s veľkosťou iba štyri kilometre s výstižným názvom 52246 Donaldjuhansson, ktorý dostal meno po archeológovi, ktorý v roku 1974 našiel v Etiópii pozostatky hominidky Lucy. Zdá sa, že trajektória letu sa zrazu veľmi dobre zhodovala s názvom sondy - ale potom by som mal otázku, dal ten istý tím, ktorý sa zaoberá projektom Lucy, meno malému asteroidu?
Jedným z problémov je, že Lucy preletí okolo asteroidov rýchlosťou viac ako 20 000 km za hodinu. Preto bude len veľmi málo času na prehliadku každého jednotlivého asteroidu.
Dôvod je ten, že neexistuje spôsob, ako by mohol Lucy dodať toľko paliva, koľko by sonda potrebovala na spomalenie a prelete okolo. Vesmírna sonda váži 1 435 kg a väčšinu tejto hmotnosti tvoria prístroje, rádiové vysielače a solárne panely.
V roku 2027 sa Lucy dostane na L4, kde bude budúci rok obiehať okolo štyroch veľmi odlišných asteroidov. Kozmická sonda potom opustí L4 a pokračuje silnou krivkou cez slnečnú sústavu z bodu L4 do bodu L5. Nie je vôbec čudné, že táto cesta bude trvať asi päť rokov a v marci 2033 sa bude sonda nachádzať blízko dvoch asteroidov s rozlohou 100 kilometrov štvorcových, ktoré budú obiehať okolo seba.
Takéto binárne asteroidy sa zriedka vyskytujú vo vnútornej slnečnej sústave, spravidla sa nachádzajú v Kuiperovom páse za obežnou dráhou Neptúna - takže tu môže mať Lucy príležitosť pozrieť sa na asteroidy, ktoré by sme inak boli veľmi ďaleko dostať.
Psychika - asteroid vyrobený z kovu
Cesta k asteroidu Psyche má iný účel. Toto kozmické teleso s veľkosťou dobrých 250 kilometrov štvorcových sa nachádza v páse asteroidov medzi Marsom a Jupiterom, rotuje na mierne pretiahnutej obežnej dráhe vo vzdialenosti 2,5 až 3,3 astronomických jednotiek (AU) od Slnka, ktoré asteroid obieha za päť rokov …
Znie to úžasne, ale Psyche je jediný známy asteroid, ktorý je údajne vyrobený z čistého kovu. Existuje verzia, ktorá Psyche začala svoju existenciu ako jadro malej planéty, ktorá mala priemer najmenej 500 km a možno takmer rovnako veľká ako Mars.
Keď bola slnečná sústava ešte celkom „dieťaťom“, dochádzalo k mnohým zrážkam medzi planétami a asteroidmi a existuje teória, že planéta, ktorej súčasťou bola aj Psyché, po jednej alebo niekoľkých veľkých zrážkach stratila svoju skalnatú škrupinu, takže zostalo iba jadro.
Jediným problémom tejto inak pozoruhodnej teórie je, že zvyšky škrupiny mali byť zachované na takmer rovnakej obežnej dráhe ako samotná Psyché, pripomínajúce obyčajné skalné asteroidy. Ale nič také sa nenašlo.
Povrchová voda a jadro roztaveného kovu
V každom prípade je Psyche pre nás jedinečnou príležitosťou vidieť, ako vyzerá kovové jadro planéty. Vieme, že Zem má jadro z tekutého kovu, ktoré vytvára magnetické pole, ale neexistuje spôsob, ako k nemu zísť. Ale môžeme vyslať vesmírnu sondu na cestu dlhú 300 miliónov kilometrov.
Vesmírna sonda Psyche bude vypustená v roku 2023 a svojho cieľa dosiahne za päť rokov. Sonda bude vedená iónovým pohonom, ktorý jej umožní vstúpiť na obežnú dráhu okolo asteroidu Psyché a študovať ju v rokoch 2028 až 2030.
Bude to výnimočný zážitok, pretože planétu z čistého kovu sme nikdy predtým nevideli. Ako vyzerá nárazový kráter? Budú mať kvapky roztaveného kovu, rozptýlené pri náraze, čas na opätovné stuhnutie predtým, ako opäť klesnú?
Bolo prekvapujúce nájsť na povrchu stopy vody, ale môže to byť kvôli zrážkam s malými asteroidmi obsahujúcimi ľad.
Ale najdôležitejšia otázka samozrejme súvisí s magnetizmom. Dnes sa predpokladá, že magnetické pole sa vytvára rotáciou kovových jadier vo vnútri planét, ktoré sú dostatočne veľké na to, aby sa aspoň časť jadrového kovu roztavila.
Psychika s vysokou pravdepodobnosťou zostala z dosť malej planéty, ktorá pravdepodobne nemala dostatočnú veľkosť pre tekuté jadro. Preto je veľmi zaujímavé zistiť, či má ešte stopy magnetického poľa z čias, keď bola ešte stredom planéty, alebo, ako sa vyjadrila odborníčka v tejto oblasti Lindy Elkins-Tanton: „Z Psyche Will bude malý magnet na chladničku uprostred vesmíru? “
Lagrangeove body
Rovnako ako všetky planéty slnečnej sústavy, aj Jupiter má päť takzvaných Lagrangeových bodov. Jedná sa o miesta, kde malé teleso bude nasledovať planétu takým spôsobom, že z planéty bude vyzerať nehybne.
Tie asteroidy, ktoré Lucy navštívi, sa nachádzajú v bodoch L4 a L5, 60 stupňov pred a 60 stupňov po Jupiteri, ale na rovnakej obežnej dráhe ako samotná planéta.
Pohybuje sa rovnakou rýchlosťou ako planéta
Častou mylnou predstavou je, že sily, ktoré ovplyvňujú malé telo, sa navzájom vyrovnávajú v Lagrangeových bodoch.
To nie je pravda. V každom z piatich bodov je malé teleso vystavené gravitácii z planéty (tu - Jupiter) aj zo slnka.
Týchto päť bodov sa líši v tom, že súčet týchto síl v nich je taký, že malé teleso sa začne otáčať okolo slnka rovnakou rýchlosťou ako planéta, a preto ho nasleduje.
To však funguje, iba ak je telo také malé, že je možné zanedbať jeho vlastnú gravitačnú silu - a túto podmienku asteroidy dokonale spĺňajú.
Stabilné body L4 a L5
L1, L2 a L3 sú nestabilné body, malé telo z nich môže rýchlo skočiť. Je však celkom možné sa k nim opäť vrátiť, ak použijete trochu paliva.
L4 a L5 sú stabilné, čo znamená, že ak malé telo celkom presne nezasiahne jeden z dvoch bodov, potom môže okolo bodu obiehať.
Preto sú L4 a L5 v systéme Sun-Jupiter také veľké, že sa do nich zmestí viac ako milión asteroidov. Asteroidy sa nenachádzajú v samotných bodoch, ale na obežných dráhach okolo nich.