Raumfahrzeug NASA-Psyche wird im August 2022 starten und voraussichtlich 2026 im Asteroidengürtel eintreffen und eine Welt umkreisen, die wir von der Erde aus kaum erkennen können und die wir noch nie besucht haben.
Das Ziel der NASA-Mission Psyche ist ein metallreicher Asteroid, auch Psyche genannt, im Hauptgürtel zwischen Mars und Jupiter. In boden- und weltraumgestützten Teleskopen sieht der Asteroid wie ein verschwommener Fleck aus. Aus Radardaten wissen Wissenschaftler, dass es wie eine Kartoffel geformt ist und sich auf der Seite dreht.
Durch die Analyse des vom Asteroiden reflektierten Lichts legen Wissenschaftler nahe, dass Psyche extrem reich an Metallen ist. Eine mögliche Erklärung ist, dass es sich in den frühen Stadien der Existenz unseres Sonnensystems oder als Kern gebildet hatplanetesimal - ein Stück des Planeten oder als Urmaterial, das nie geschmolzen ist. Ziel dieser Mission ist es, dies herauszufinden, und die Wissenschaftler hoffen, dabei helfen zu können, grundlegende Fragen zur Entstehung unseres Sonnensystems zu beantworten.
Eine große Herausforderung, sagten die Wissenschaftler, war die Auswahl der wissenschaftlichen Instrumente für die Mission: Wie stellen Sie sicher, dass Sie die benötigten Daten erhalten, wenn Sie nicht genau wissen, was Sie messen werden? Um beispielsweise genau zu bestimmen, woraus ein Asteroid besteht und ob er Teil des Kerns eines Planeten ist, benötigen Wissenschaftler Instrumente, die eine Reihe von Möglichkeiten berücksichtigen können: Nickel, Eisen, verschiedene Gesteinsarten oder Gesteine und Metalle vermischt.
Sie wählten eine Reihe von Nutzlasten, die ein Magnetometer zur Messung beliebiger Magnetfelder, Instrumente zum Fotografieren und Kartieren der Oberfläche sowie Spektrometer zur Bestimmung der Zusammensetzung der Oberfläche durch Messung von Gammastrahlen und Neutronen umfassen. Aber bevor Wissenschaftler diese Instrumente einsetzen können, müssen sie den Asteroiden erreichen und in die Umlaufbahn eintreten. Nach dem Start vom Kennedy Space Center im August 2022 wird Psyche in neun Monaten am Mars vorbeifliegen und die Anziehungskraft des Planeten nutzen, um auf den Asteroiden zuzusteuern. Die Gesamtstrecke wird etwa 2,4 Milliarden km lang sein.
Auch interessant:
- Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA: ein riesiger Sprung zu „anderen Erden“
- Der NASA-Rover Perseverance hat organische Chemikalien auf dem Mars entdeckt
Die Raumsonde wird Ende 2025 ihre endgültige Annäherung an den Asteroiden beginnen. Wenn sich die Sonde ihrem Ziel nähert, schaltet das Missionsteam seine Kameras ein und das Bild des Asteroiden Psyche verwandelt sich von dem verschwommenen Fleck, den wir jetzt kennen, in ein hochauflösendes Bild, das zum ersten Mal die Oberflächenmerkmale dieser seltsamen Welt enthüllt . Die Bilder werden den Ingenieuren auch helfen, sich im Gelände zu orientieren, während sie sich auf den Start in die Umlaufbahn im Januar 2026 vorbereiten. Die anfängliche Umlaufbahn des Raumfahrzeugs ist für eine höhere, sichere Höhe ausgelegt - 700 km über der Oberfläche des Asteroiden.
Während dieser ersten Umlaufbahn werden sich das Missionsdesignteam und die Navigatoren von Psyche darauf konzentrieren, das Gravitationsfeld des Asteroiden zu messen, die Kraft, die das Raumschiff in der Umlaufbahn halten wird. Durch das Verständnis des Gravitationsfeldes wird das Team in der Lage sein, das Raumschiff sicher näher und näher an die Oberfläche zu steuern, während die wissenschaftliche Mission in knapp zwei Jahren abgeschlossen ist.
Psyche erscheint holprig, im Durchmesser breiter (etwa 280 km an der breitesten Stelle) als von oben nach unten, mit ungleichmäßiger Massenverteilung. Einige Teile können weniger dicht sein, wie ein Schwamm, und andere können dichter gepackt und voluminöser sein. Teile von Psyche mit mehr Masse haben mehr Schwerkraft und üben eine starke Anziehungskraft auf das Raumschiff aus. Um das Geheimnis des Gravitationsfeldes zu lüften, wird das Missionsteam das Telekommunikationssystem des Raumfahrzeugs nutzen. Durch die Messung der feinsten Änderungen in den X-Band-Funkwellen, die von der Raumsonde und den großen Antennen des Deep Space Network um die Erde reflektiert werden, werden die Ingenieure in der Lage sein, die Masse des Asteroiden, sein Gravitationsfeld, seine Rotation, seine Ausrichtung und seine Schwingungen genau zu bestimmen.
Das Team erarbeitete Brainstorming-Szenarien und entwickelte Tausende möglicher Szenarien, die Änderungen der Dichte und Masse des Asteroiden sowie der Ausrichtung seiner Rotationsachse simulieren, um die Grundlage für den Orbitalplan zu legen. Sie können ihre Modelle in Computersimulationen testen, aber es gibt wahrscheinlich keine Möglichkeit, dies zu wissen, bis das Raumschiff an Ort und Stelle ist.
In den nächsten 20 Monaten wird das Raumschiff mit seinem elektrischen Antriebssystem in immer tiefere Umlaufbahnen absteigen. Messungen des Gravitationsfeldes werden genauer, wenn sich das Raumschiff nähert, und Bilder der Oberfläche werden eine höhere Auflösung haben. Schließlich wird das Raumschiff eine endgültige Umlaufbahn in einer Höhe von etwa 85 km über der Oberfläche erreichen.
All dies wird getan, um die Rätsel dieses einzigartigen Asteroiden zu lösen: Woher kam Psyche, woraus besteht sie und was kann sie uns über die Entstehung unseres Sonnensystems sagen?
Lesen Sie auch: