V letech 2021 a 2023 NASA vypustí dvě vesmírné sondy s názvem Lucy a Psyche. Lucy navštíví trojské asteroidy, zatímco Psyche poletí k osamělému asteroidu z čistého kovu.
NASA v současné době vyvíjí dvě vesmírné sondy - Lucy a Psyche - jejichž posláním je poučit nás o tom, jak vznikla sluneční soustava, a navštěvovat celkem osm asteroidů obíhajících kolem Jupiteru v letech 2025 až 2033.
Názvy sond nebyly vybrány náhodou: „Lucy“je jméno, které dostaly ostatky našeho velmi vzdáleného předka starého 3,2 milionu let, a je velmi vhodné, vysvětluje vedoucí projektu „Lucy“Harold Levison:
„Tyto malé asteroidy jsou vlastně zbytky planetárního útvaru, a proto jsme pojmenovali naši sondu Lucy po jednom z našich lidských předků.“
Vesmírná sonda „Psyche“dostala své jméno jinak - na počest toho osamělého asteroidu, sestávajícího téměř výlučně z kovu, ke kterému poletí.
Království Jupitera
Jupiter je největší planeta ve sluneční soustavě s obrovskou gravitací odpovídající její velikosti. A pomocí této síly Jupiter ovládá asteroidy mnoho kilometrů kolem něj.
Propagační video:
Na stejné oběžné dráze jako Jupiter, jen 60 stupňů před a 60 stupňů po planetě, je Jupiterem zachyceno mnoho asteroidů, které se nahromadily v takzvaných Lagrangeových bodech L4 a L5 (o Lagrangeových bodech si přečtěte na konci článku).
Na počest trojské války byly pojmenovány „Trojské asteroidy“. Asteroidy v bodě L4 Lagrange jsou pojmenovány podle řeckých hrdinů a ty v bodě L5 jsou pojmenovány podle hrdinů Tróje. Celkově obě skupiny obsahují až milion asteroidů, jejichž velikost přesahuje kilometr čtvereční.
Lucy bude první vesmírnou sondou na světě, která navštíví trojské asteroidy, a tato návštěva, jak vědci doufají, osvětlí formování sluneční soustavy. Protože asteroidy sice patří do království Jupitera, ale nápadně se liší od svého okolí i od sebe navzájem. To znamená, že se s největší pravděpodobností vytvořily na různých místech sluneční soustavy.
Když byla sluneční soustava velmi mladá, planety ještě neměly své moderní dráhy, pohybovaly se „náhodně“. Když míjeli velké a těžké planety jako Jupiter, Saturn, Uran a Neptun, způsobily totální chaos mezi miliony velkých a malých asteroidů, které byly také ve sluneční soustavě.
Mnoho z těchto asteroidů bylo obecně vyhozeno ze sluneční soustavy a některé z nich zachytil mocný Jupiter a právě oni se nyní nazývají trojské asteroidy.
Příběh sluneční soustavy
Harold Levison z projektu Lucy to vyjádřil takto: „Jednou z pozoruhodných vlastností trojských asteroidů je, že se velmi liší. Když se na ně díváme dalekohledem odtud, ze Země, vidíme, že mají velmi odlišné barvy a spektra. A proto věříme, že nám řeknou něco o tom, jak sluneční soustava vznikla a vyvinula se. Věříme, že diverzita je způsobena skutečností, že asteroidy vznikly na různých místech sluneční soustavy s různými fyzikálními vlastnostmi. Ale během vývoje systému cestovali všude, dokud nedokončili svou cestu na oběžné dráze kolem Jupiteru. “
Dlouhá cesta "Lucy"
Věřte tomu nebo ne, vesmírná sonda Lucy navštíví také řecké hrdiny na L4 a poté trojské hrdiny na L5. To je velký úspěch, protože L4 a L5 se nacházejí ve vzdálenosti miliardy kilometrů od sebe, každá skupina je takříkajíc na vlastní straně Jupiteru.
Vesmírná sonda bude vypuštěna v roce 2021 a na cestu do L4 v dubnu 2025, bude létat kolem malého asteroidu o velikosti pouhých čtyř kilometrů s výstižným názvem 52246 Donaldjuhansson, který byl nazván podle archeologa, který v roce 1974 našel pozůstatky hominidy Lucy v Etiopii. Zdá se, že trajektorie letu se najednou velmi dobře shodovala s názvem sondy - ale tady mám otázku, dal stejný tým, který se zabývá projektem „Lucy“, název malého asteroidu?
Nějakým problémem je, že „Lucy“bude létat asteroidy rychlostí přes 20 000 km za hodinu. Proto bude jen velmi málo času na prohlídku každého jednotlivého asteroidu.
Důvodem je, že neexistuje způsob, jak s sebou Lucy dát tolik paliva, kolik by sonda potřebovala ke zpomalení a pomalému letu. Vesmírná sonda váží 1 435 kg a většinu této hmotnosti tvoří přístroje, rádiové vysílače a solární panely.
V roce 2027 se Lucy dostane na L4, kde příští rok obíhá kolem čtyř velmi odlišných asteroidů. Vesmírná sonda poté opustí L4 a pokračuje silnou křivkou sluneční soustavou z bodu L4 do bodu L5. Není vůbec divné, že tato cesta bude trvat asi pět let a v březnu 2033 bude sonda obíhat kolem dvou asteroidů o velikosti 100 kilometrů čtverečních.
Takové binární asteroidy se ve vnitřní sluneční soustavě vyskytují jen zřídka, zpravidla se nacházejí v Kuiperově pásu, za oběžnou dráhou Neptunu - takže zde může mít Lucy příležitost podívat se na asteroidy, které bychom jinak byli velmi daleko dostat.
Psyché - asteroid vyrobený z kovu
Cesta k asteroidu Psyche má jiný účel. Toto kosmické těleso o rozloze dobrých 250 kilometrů čtverečních se nachází v pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem, rotuje na mírně protáhlé oběžné dráze ve vzdálenosti 2,5 až 3,3 astronomických jednotek (AU) od Slunce, které asteroid obíhá za pět let …
Zní to úžasně, ale Psyche je jediný známý asteroid, který je údajně vyroben z čistého kovu. Existuje verze, která Psyche zahájila svou existenci jako jádro malé planety, která měla průměr nejméně 500 km a možná téměř stejně velká jako Mars.
Když byla sluneční soustava ještě docela „dítětem“, došlo k mnoha srážkám mezi planetami a asteroidy a existuje teorie, že planeta, jejíž součástí byla i Psyché, po jedné nebo několika velkých srážkách ztratila svou skalní skořápku, takže zůstalo jen jádro.
Jediným problémem této jinak pozoruhodné teorie je, že zbytky skořápky měly být zachovány na téměř stejné oběžné dráze jako samotná Psyché, připomínající obyčejné horninové asteroidy. Ale nic takového nebylo nalezeno.
Povrchová voda a roztavené kovové jádro
V každém případě je Psyche pro nás jedinečnou příležitostí vidět, jak vypadá kovové jádro planety. Víme, že Země má jádro z tekutého kovu, které vytváří magnetické pole, ale neexistuje způsob, jak k němu sestoupit. Můžeme však vyslat vesmírnou sondu na cestu 300 milionů kilometrů.
Kosmická sonda Psyche bude vypuštěna v roce 2023 a svého cíle dosáhne za pět let. Sonda bude vedena iontovým pohonem, který jí dá schopnost vstoupit na oběžnou dráhu kolem asteroidu Psyche a studovat ji v letech 2028 až 2030.
Bude to výjimečný zážitek, protože planetu z čistého kovu jsme nikdy předtím neviděli. Jak vypadá impaktní kráter? Budou mít kapky roztaveného kovu, roztroušené při nárazu, čas znovu ztuhnout, než padnou zpět?
Bylo překvapivé najít stopy vody na povrchu, ale to může být způsobeno srážkami s malými asteroidy obsahujícími led.
Ale nejdůležitější otázka samozřejmě souvisí s magnetismem. Dnes se předpokládá, že magnetické pole pochází z rotace kovových jader uvnitř planet, které jsou dostatečně velké na to, aby alespoň část kovového jádra byla roztavena.
Psychika s vysokou mírou pravděpodobnosti zůstala z poměrně malé planety, u které bylo nepravděpodobné, že bude mít dostatečnou velikost pro tekuté jádro. Proto je velmi zajímavé zjistit, zda má ještě stopy magnetického pole z dob, kdy byla stále středem planety, nebo, jak řekl odborník v této oblasti Lindy Elkins-Tanton: „Z psychiky Will bude malý magnet na ledničku uprostřed vesmíru? “
Lagrangeovy body
Stejně jako všechny planety ve sluneční soustavě má i Jupiter pět takzvaných Lagrangeových bodů. Jedná se o místa, kde malé těleso bude následovat planetu takovým způsobem, že z planety bude vypadat nehybně.
Ty asteroidy, které Lucy navštíví, se nacházejí v bodech L4 a L5, 60 stupňů před a 60 stupňů po Jupiteru, ale na stejné oběžné dráze jako samotná planeta.
Pohybuje se stejnou rychlostí jako planeta
Běžná mylná představa je, že síly, které ovlivňují malé tělo, se navzájem vyrovnávají v Lagrangeových bodech.
To není pravda. V každém z pěti bodů je malé těleso vystaveno gravitační síle jak ze strany planety (zde - Jupiter), tak ze strany Slunce.
Těchto pět bodů se liší v tom, že součet těchto sil v nich je právě takový, že malé těleso se začne otáčet kolem Slunce stejnou rychlostí jako planeta, a proto ho následuje.
To však funguje pouze tehdy, když je tělo tak malé, že jeho vlastní gravitační síla může být zanedbána - a tuto podmínku asteroidy dokonale splňují.
Stabilní body L4 a L5
L1, L2 a L3 jsou nestabilní body, malé tělo z nich může rychle seskočit. Je však docela možné se k nim znovu vrátit, pokud použijete trochu paliva.
L4 a L5 jsou stabilní, což znamená, že pokud malé tělo zcela přesně nezasáhne jeden ze dvou bodů, může obíhat kolem tohoto bodu.
Proto jsou L4 a L5 v systému Sun-Jupiter tak velké, že pojmou více než milion asteroidů. Asteroidy nejsou umístěny v samotných bodech, ale na oběžných drahách kolem nich.