초기 태양계의 증거를 위해 독특한 소행성을 탐사하기 위한 NASA의 사이킥 우주선

내년 출시 예정이며, 나사기관의 Psyche 임무는 기관이 암석이나 얼음보다 광물이 풍부한 소행성을 탐사하기 시작한 최초의 기록입니다.

소설가 쥘 베른이 지구 중심 여행을 쓴 지 150년이 넘었지만 현실은 아직 그 공상 과학 모험을 따라잡지 못하고 있습니다. 인간은 우리 행성의 금속성 핵으로 가는 길을 만들 수 없지만 NASA는 과거 세계의 용융된 핵의 얼어붙은 잔해일 수 있는 거대한 소행성을 방문하는 것을 목표로 하고 있습니다.

프시케(Psyche)라고 불리는 이 소행성은 그들 사이의 주요 소행성 벨트에서 태양을 공전합니다. 화성 그리고 목성. 과학자들은 지상 레이더와 광학 망원경에서 수집한 데이터를 사용하여 프시케가 대부분 금속으로 이루어져 있다고 믿습니다. 철이 풍부한 내부의 일부 또는 전체는 태양계의 초기 형성 동안 다른 큰 천체와 자주 충돌하면서 외부 암석권이 제거된 초기 행성 빌딩 블록이었을 수 있습니다.

가장 넓은 지점에서 너비가 약 280km인 소행성은 다른 것일 수 있습니다. 그것은 태양계 어딘가에서 미네랄이 풍부한 물질로 형성된 완전히 다른 유형의 철이 풍부한 몸체의 남은 조각일 수 있습니다.

이 작가의 아이디어는 NASA의 Psyche 임무의 대상인 소행성 Psyche를 묘사합니다. 이미지 크레디트: NASA / JPL-Caltech / ASU

NASA의 프시케 미션은 이를 알아내기를 희망합니다. 2022년 8월에 발사될 예정인 이 우주선은 2년 동안 소행성 뒤를 돌며 사진을 찍고 표면을 매핑하고 고대 자기장의 증거를 탐색할 것입니다. Saiki는 또한 소행성 표면의 중성자와 감마선을 연구하여 원소 구성을 결정하는 데 도움을 줄 것입니다.

암석이나 얼음보다 많은 양의 금속을 포함하는 표면을 가진 소행성을 탐사하는 첫 번째 임무인 Psyche는 탐사되지 않은 행성 형성의 구성 요소인 철핵을 더 잘 이해하려고 합니다. 또한 이 임무는 이전에 한 번도 볼 수 없었던 이전에 층을 이룬 행성체의 내부를 살펴봄으로써 암석 행성의 내부를 직접 조사할 수 있는 첫 번째 기회를 제공할 가능성도 있습니다. 과학자들이 배우고 있는 것은 지구와 다른 암석 행성이 어떻게 형성되었는지에 대해 더 많은 정보를 제공할 수 있습니다.

NASA의 제트 추진 연구소에서 엔지니어들은 기관의 Psyche 우주선에 감마선과 중성자 분광기를 통합했습니다. 이 도구는 목표물인 프시케(Psyche)라고도 하는 소행성을 구성하는 요소를 결정하는 데 도움이 됩니다. 크레딧: NASA/JPL-Caltech

임무의 수석 연구원인 애리조나 주립 대학의 Lindy Elkins Tanton은 “정신에 대해 답이 없는 근본적인 질문이 많이 있습니다.”라고 말했습니다. “그리고 현장에서 수집할 수 있는 데이터에서 모든 세부 사항이 추가되면서 그럴듯한 이야기를 만드는 것이 더 어려워졌습니다. 우리는 방문하기 전까지는 무엇을 보게 될지 정말 몰랐고 깜짝 놀랐습니다. “

예를 들어, 이전의 지상 관측 결과 과학자들은 소행성이 90%가 금속이라고 믿게 되었습니다. 최근 연구 Elkins Tanton이 이끄는 그는 업데이트된 밀도 측정값을 사용하여 소행성이 30%에서 60% 사이일 확률이 금속일 것이라고 추정했습니다.

NASA의 제트 추진 연구소에서 엔지니어가 감마선과 중성자 분광계가 기관의 Psyche 우주선과 합쳐질 때 이를 검사합니다. 이 도구는 목표를 구성하는 요소를 식별하는 데 도움이 됩니다. 크레딧: NASA/JPL-Caltech

그리고 과학자들은 프시케가 철과 산소로 이루어진 화합물인 산화철이 적게 나타나는 이유에 대해 의아해합니다. 화성, 수성, 금성그리고 온 땅이 거기에 있습니다. “따라서 우리가 프시케가 금속과 암석의 혼합물이고 그 암석에 산화철이 거의 없다는 것이 맞다면, 그것이 어떻게 만들어졌는지에 대한 이상한 이야기가 있었음에 틀림없습니다. 왜냐하면 그것은 표준 이야기에 맞지 않기 때문입니다. Elkins Tanton의”라고 ​​Elkins Tanton은 말했습니다.

영혼의 비밀

과학자들은 또한 프시케가 어디에 있는지 모릅니다. 그것은 주요 소행성 벨트 내에서 시작되었을 수도 있지만 지구와 같은 내부 행성과 같은 지역 또는 현재 목성과 같은 거대한 행성이 있는 외부 태양계에서 태어났을 가능성도 있습니다. 내 기원 이야기 중 어느 것도 태양에서 2억 8천만 마일(4억 5천만 킬로미터) 떨어진 프시케가 살고 있는 곳으로 가는 단순한 경로를 따르지 않습니다.

일반적으로 소행성은 행성의 형성과 초기 태양계가 46억 년 전에 어떻게 기능했는지에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 그러나 Psyche는 특이한 금속 함량, 고밀도 및 낮은 농도의 산화철로 인해 과학자들에게 특히 흥미롭습니다.

콜로라도 볼더에 있는 사우스웨스트 연구소(Southwest Research Institute)의 심령 미션 과학자인 빌 보트케(Bill Bottke)는 “매우 이례적이라는 사실은 소행성이 어떻게 진화하는지에 대해 이전에 보지 못한 새로운 이야기를 우리에게 알려준다”고 말했다. “그것은 우리가 지금 가지고 있지 않은 이야기의 일부입니다. 이 조각을 우리가 가진 다른 모든 조각과 결합하여 초기 태양계가 형성되고 진화하는 방법에 대한 이야기를 계속 개선합니다.”

무역 도구

소행성의 기원을 찾는 데 도움을 주기 위해 과학적 조사 이것은 자력계, 감마선 및 중성자 분광계, 다중 스펙트럼 이미저를 기반으로 합니다. 과학자들은 소행성이 지구처럼 자기장을 생성하지 않는다는 것을 알고 있지만, 프시케가 과거에 자기장을 가졌다면 오늘날에도 여전히 소행성 물질에 기록될 수 있다. 2미터(6피트) 암에 장착된 센서를 사용하여 자력계는 Seichi가 여전히 자화되어 있는지 확인할 수 있습니다. 만약 그렇다면, 이것은 소행성이 초기 행성의 빌딩 블록인 초기 작은 행성의 핵의 일부임을 확인시켜 줄 것입니다.

남부 캘리포니아에 있는 NASA 제트 추진 연구소의 엔지니어들은 2021년 6월 28일 자력계 장비를 기관의 Psyche 우주선에 통합했습니다. 이 장비는 Psyche 소행성이 행성의 일부인지 확인하는 데 도움이 될 것입니다. 크레딧: NASA/JPL-Caltech

궤도선의 중성자 분광계와 감마선 분광계는 과학자들이 소행성의 화학 원소를 결정하는 데 도움이 될 것입니다. 우주선과 고에너지 입자가 프시케의 표면에 영향을 미치면서 표면 물질을 구성하는 요소가 에너지를 흡수합니다. 반응에 따라 방출되는 중성자와 감마선은 분광계로 감지할 수 있으므로 과학자들은 그 특성을 알려진 요소에서 방출되는 특성과 일치시켜 프시케가 무엇으로 구성되어 있는지 결정할 수 있습니다.

한편, 한 쌍의 컬러 카메라가 다중 스펙트럼 이미징 장치를 구성합니다. 사진 작가는 자외선 및 근적외선 파장의 필터를 사용하여 인간이 볼 수 있는 것 이상의 빛에 민감합니다. 이 필터에 반사된 빛은 프시케의 표면에 존재할 수 있는 암석 물질의 광물을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이 이미지는 2021년 9월 13일 캘리포니아 샌디에이고에 있는 Malin Space Science Systems에서 조립 및 테스트 중인 Psyche 다중 스펙트럼 사진가를 보여줍니다. 크레딧: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

우주선의 통신 시스템은 과학에도 도움이 될 것입니다. X-band 무선 시스템은 주로 우주선에 명령을 보내고 우주선에서 공학 및 과학 데이터를 수신하는 데 사용됩니다. 그러나 과학자들은 또한 이러한 전파의 미묘한 변화를 분석하여 물체의 회전, 진동, 질량 및 중력장을 측정하여 프시케 내부의 형성 및 구조에 대한 추가 단서를 제공할 수 있습니다.

자신에 대한 눈

그러나 이러한 과학적 분석이 시작되기 전에 사진이 있을 것입니다. 발사 후 3년 후인 2025년 말까지 Psyche는 소행성을 볼 수 있게 되며 이미징 팀은 높은 경계 태세를 유지할 것입니다.

“우리가 궤도에 오르기 전에도 우리는 지구의 망원경으로 볼 수 있는 것보다 훨씬 더 나은 이미지를 얻기 시작할 것입니다. 우리는 특징을 풀기 시작하고 큰 분화구, 분화구 분지, 아마도 산맥을 볼 것입니다. 우리가 무엇을 보게 될지 누가 알겠습니까? “라고 State University의 Jim Bell은 말했습니다. Arizona, 심리학 부주임 연구원이자 이미징 팀 리더입니다. “우리가 아는 것은 영혼의 진실이 우리가 상상할 수 있는 것보다 더 낯설고 아름다울 것이라는 것뿐입니다.”

이 그림은 2022년 8월에 발사될 예정인 NASA의 Psyche 우주선을 묘사합니다. 이미지 크레디트: NASA / JPL-Caltech / ASU

미션에 대해 더 알아보기

Arizona State University는 Psyche 미션을 주도하고 있습니다. 남부 캘리포니아에 있는 NASA의 제트 추진 연구소는 전반적인 임무 관리, 시스템 엔지니어링, 통합 및 테스트, 임무 운영을 담당합니다. 조립, 테스트 및 발사 작업으로 알려진 임무 단계가 현재 진행 중입니다. 제트 추진 연구실. 내년 봄까지 Psyche는 완전히 조립되어 NASA의 케네디 우주 센터로 배송될 준비가 됩니다.

JPL은 또한 Psyche에서도 비행할 예정인 Deep Space Optical Communications라는 기술 시연 장비를 제공하고 향후 NASA 임무에 사용할 수 있는 고속 레이저 통신을 테스트할 것입니다.