ناسا تطلق مهمة الكويكب Psyche Metal: ما تحتاج إلى معرفته

هل الكويكب Psyche عبارة عن قطعة كبيرة من المعدن في الغالب؟ هل هذا الجسم، الذي يبلغ عرضه تقريبًا عرض ماساتشوستس، هو قلب كوكب صغير تحطمت طبقاته الخارجية الصخرية أثناء تصادم كارثي في ​​الأيام الأولى للنظام الشمسي؟

في الوقت الحالي، كل ما يستطيع علماء الفلك قوله هو ربما، وربما لا.

أطلقت وكالة ناسا صباح الجمعة مركبة فضائية، تحمل أيضًا اسم Psyche، في رحلة إلى حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري لمعرفة ذلك.

وقالت ليندي إلكينز تانتون، أستاذة استكشاف الأرض والفضاء في جامعة ولاية أريزونا: “سنرى حقًا نوعًا من الأجسام الجديدة، مما يعني أنه سيتم إثبات خطأ الكثير من أفكارنا”. المحقق الرئيسي للبعثة.

وأضافت أن إثبات الخطأ “هو، في رأيي، الشيء الأكثر إثارة في العلم”.

بدأت هذه الرحلة للبحث عن الإجابات يوم الجمعة الساعة 10:19 صباحًا بالتوقيت الشرقي. انطلق فالكون هيفي، أكبر صواريخ سبيس إكس التشغيلية، من مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا، مرسلاً المركبة الفضائية الضخمة إلى الفضاء.

تغلبت رحلة يوم الجمعة على توقعات الطقس المبكرة غير المواتية لرحلة تبدو خالية من العيوب. بعد ما يزيد قليلاً عن ساعة من الإطلاق، انفصلت المركبة الفضائية Psyche عن المرحلة العليا لصاروخ Falcon Heavy. وأظهر مقطع فيديو لوكالة ناسا المركبة وهي تبحر في الظلام وراء الأرض، لتنطلق في رحلة ستستمر حوالي ست سنوات وتقطع مليارات الأميال.

وبعد حوالي خمس دقائق، صفق مديرو المهمة في غرفة التحكم في منشأة مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في كاليفورنيا، حيث تلقوا إشارة أولية من المركبة الفضائية.

لطالما كان الكويكب المسمى Psyche لغزًا غريبًا. تم رصده في عام 1852 من قبل عالمة الفلك الإيطالية أنيبال دي جاسباريس، وتم تسميته على اسم إلهة الروح اليونانية، وكان الكويكب السادس عشر الذي يتم اكتشافه. في الملاحظات المبكرة، كان، مثل الكويكبات الأخرى، نقطة ضوء تشبه النجمة تتحرك في مدار حول الشمس، وليس أكثر من ذلك بكثير.

وقال جيم بيل، أستاذ استكشاف الأرض والفضاء أيضا في جامعة ولاية أريزونا والذي سيقود دراسات الكويكب مع بداية الستينيات، وجد علماء الفلك من خلال عمليات الرصد بالتلسكوب أن لون سايكي يشبه لون النيازك الحديدية التي سقطت على الأرض. أداة الكاميرا الخاصة بالمركبة الفضائية. ارتد علماء الفلك نبضات الرادار عن سايكي، وكانت الانعكاسات العائدة إلى الأرض أكثر سطوعًا من تلك التي جاءت من الأجسام الصغيرة الأخرى في حزام الكويكبات.

قال الدكتور بيل: «لقد أصبح من الواضح جدًا أن هناك جزءًا ما من السطح يعكس الرادار بشكل كبير». “وأبسط طريقة للقيام بذلك هي باستخدام الشظايا المعدنية.”

وبعد ذلك عندما لاحظ العلماء مرور سايكي بالقرب نسبيًا من عوالم أكبر، انحرف مداره بطريقة تشير إلى وجود شيء ضخم جدًا، وربما أكثر كثافة من الصخور.

تبلغ كثافة معظم الصخور مثل الجرانيت من 2 إلى 3 جرام لكل سنتيمتر مكعب. تبلغ نسبة الماء، سواء كان سائلاً أو ثلجًا، حوالي جرام واحد لكل سنتيمتر مكعب. أما المعادن مثل الحديد فهي أكثر كثافة، حيث تتراوح بين ستة وتسعة جرامات لكل سنتيمتر مكعب.

قال الدكتور بيل: «كانت بعض تلك التقديرات المبكرة تقول: واو، هذا أمر غير معتاد حقًا».

يبدو أن النفس عبارة عن معدن نقي تقريبًا. يتكون قلب الأرض من الحديد والنيكل، وقد أدت قياسات سايكي إلى ظهور فكرة أنه يمكن أن يكون بقايا نواة مماثلة تنتمي إلى كوكب صغير. تُعرف مثل هذه العوالم باسم الكواكب المصغرة، حيث تكون درجات الحرارة مرتفعة بدرجة كافية بحيث تنصهر المعادن الأكثر كثافة وتهبط إلى المركز.

من المستحيل استكشاف قلب كوكب مثل الأرض على عمق 1800 ميل تحت السطح، لكن الذهاب إلى Psyche يمكن أن يوفر المزيد من المعلومات حول ما يوجد في مركز كوكبنا.

أو قد تكون هذه الفرضية خاطئة تمامًا.

قال الدكتور إلكينز تانتون: «قد تكون الحالة النفسية شيئًا مختلفًا تمامًا عن ذلك». “أحب أن أكون متفاجئًا تمامًا.”

أدت القياسات الأحدث إلى تقديرات أقل لكثافة الكويكب، أقل بقليل من أربعة جرامات لكل سنتيمتر مكعب: لا يزال أكثر كثافة من الصخور والجليد، ولكن ليس بكثافة المعدن. وهذا يشير إلى أن Psyche مصنوع من المعدن بالإضافة إلى شيء آخر: ربما صخرة، وربما مساحة فارغة.

وقال الدكتور إلكينز تانتون: «إن أفضل تخميني هو أن أكثر من نصفها عبارة عن معدن بناءً على البيانات التي لدينا».

إذا تبين أن Psyche مليء بالمعادن الثمينة، فهو بعيد جدًا بحيث لا يمكن لأي شخص استخراجه باستخدام التقنيات الحالية. ويشير الدكتور إلكينز تانتون إلى أنه حتى عند أقرب نقطة له، فإن Psyche يقع على بعد حوالي 150 مليون ميل من الأرض، وهو ما يعادل حوالي خمسة أضعاف بعد الأرض عن المريخ عند الكوكبين. أقرب نهج ممكن.

وكان من المقرر إطلاق مهمة Psyche قبل عام. تم بالفعل شحن المركبة الفضائية إلى مركز كينيدي للفضاء. ولكن كانت هناك مشاكل في اختبار برنامج الملاحة الذي سيوجه المركبة الفضائية عبر النظام الشمسي. نشأ ذلك عن عدم التوافق بين برنامج الرحلة والبرامج المستخدمة للتحقق منه. لم يكن لدى المهندسين الوقت الكافي لحل المشكلات قبل إغلاق نافذة الإطلاق.

ان مراجعة مستقلة وخلص تقرير الإطلاق الفائت، بتكليف من وكالة ناسا، إلى أن التغييرات في القيادة، وفشل الاتصالات، وأعباء العمل الثقيلة، وجائحة كوفيد-19 ساهمت في “بيئة لم تحظ فيها المهمات مثل Psyche بالاهتمام اللازم للتعامل مع الموظفين وذوي الخبرة”. التحديات الشخصية التي كانوا يواجهونها.”

عاد المشروع إلى المسار الصحيح لعام 2023 من خلال تعيين موظفين جدد للبعثة وتقليل العمل عن بعد وتنفيذ التوصيات الأخرى الواردة في المراجعة.

كانت هناك مطبات أخرى في الطريق إلى منصة الإطلاق. وكان من المقرر أن تنطلق سايكي في الخامس من أكتوبر/تشرين الأول، لكن الإطلاق تأجل مرة أخرى عندما كشفت الاختبارات أن أجهزة الدفع المستخدمة لتوجيه المركبة الفضائية أثناء الرحلة، والتي تطلق غاز النيتروجين البارد، أنتجت درجات حرارة أعلى من المتوقع. وقال مسؤولو ناسا إنهم قاموا بحل المشكلة من خلال التخطيط لتشغيل أجهزة الدفع انخفاض مستويات الطاقة لمنعهم من ارتفاع درجة الحرارة في الفضاء.

بمجرد إطلاقها، ستتجه المركبة الفضائية Psyche نحو المريخ، حيث ستتأرجح بالقرب من الكوكب الأحمر في مايو 2026 وتستخدم جاذبيتها كمقلاع نحو الكويكب Psyche، وستصل في أغسطس 2029 بعد قطع مسافة 2.2 مليار ميل.

خلال رحلتها، ستتبادل Psyche رسائل الليزر مع الأرض كجزء منها تجربة تسمى الاتصالات البصرية في الفضاء السحيق. تتواصل المركبات الفضائية الحالية باستخدام موجات الراديو، لكن التحول إلى الليزر يمكن أن يزيد عرض النطاق الترددي لعمليات الإرسال في الفضاء السحيق بما يصل إلى 100 مرة. ستوفر تجربة الليزر أول عرض لهذه التقنية الجديدة على مسافات بعيدة عن القمر.

عندما تصل المركبة الفضائية إلى الكويكب، ستقضي ما لا يقل عن 26 شهرًا في المدار، لدراسة Psyche باستخدام مجموعة متنوعة من الأدوات.

ستقدم كاميرات المهمة، المعروفة باسم أجهزة التصوير متعددة الأطياف، أول نظرة قريبة على Psyche، لتكشف عن ميزات سطحية لا يمكن ملاحظتها من الأرض. سيبحث مقياس المغناطيسية الموجود على متن المركبة الفضائية عن علامات على وجود مجال مغناطيسي قديم، ربما يكون مشابهًا للمجال الذي يغذيه قلب الأرض، والذي قد يكون مطبوعًا في تضاريس الكويكب.

وسيقوم مطياف أشعة جاما بالكشف عن أشعة جاما عالية الطاقة والنيوترونات التي تتشكل عندما تصطدم الأشعة الكونية بسطح الكويكب. تحتوي هذه الجسيمات على معلومات حول تكوين وتوزيع المعادن والصخور عبر المناظر الطبيعية الأخرى في Psyche.

أخيرًا، سيتم استخدام هوائي الراديو الخاص بالمركبة الفضائية لرسم خريطة مجال جاذبية الكويكب عن طريق قياس التحولات الطفيفة في تردد إشارة إزاحة دوبلر، حيث ترتفع أثناء تحركها نحو الأرض، وتنخفض عندما تتحرك بعيدًا. ويمكن للتجربة اكتشاف الاختلافات في الكثافة في الكويكب، مما قد يسلط الضوء على أصله.

وقال بن فايس، نائب المحقق الرئيسي للبعثة، في تقرير له: “لا توجد أداة بمفردها يمكنها أن تخبرنا ما إذا كانت Psyche هي جوهر أم لا”. موجز أخبار يوم الخميس. “إنها البيانات المجمعة من كل هذه الأدوات المختلفة.”

لأكثر من 170 عامًا، كانت Psyche عبارة عن ومضة صغيرة من الضوء في السماء. وقد كشفت التلسكوبات عن لمحات محيرة لأبعاده وخصائصه، لكن طبيعة هذا العالم الفريد تظل لغزا. المركبة الفضائية Psyche الآن في طريقها لتسليط الضوء على هذا الكويكب بشكل حاد لأول مرة، وحل لغز أصله.