تعرف على لوسي وسيكي: مهمات ناسا الفضائية الجديدة

أعلنت وكالة ناسا عن مهمتين فضائيتين جديدتين ستركزان على دراسة الكويكبات: لوسي، والتي ستحقق في أجسام طروادة لكوكب المشتري - وهي كويكبات غامضة تدور في نفس مدار كوكب المشتري حول الشمس وتتبعه من الأمام والخلف. سيتم إطلاق لوسي في عام 2021، وبعد عامين سيتم إطلاق مسبار سيكي، الذي سيستكشف الكويكب المعدني Psyche 16، وهو أحد أضخم الأجسام في حزام الكويكبات، والذي يفترض الباحثون أنه بقايا نواة معدنية لكوكب. الكوكب القديم، الذي تحطم إلى أجزاء بعد اصطدام قوي في المراحل الأولى من النظام الشمسي. 

أعلنت وكالة ناسا أمس (الأربعاء) عن مهمتين فضائيتين جديدتين - ستركز كلتاهما على دراسة الكويكبات وستحاولان الإجابة على الأسئلة الرئيسية التي تواجه أبحاث الكواكب اليوم، بما في ذلك: كيف تطور النظام الشمسي في مراحله الأولية وكيف تتشكل الطبقات المختلفة في الأعماق؟ من الكواكب تكونت.

وتم اختيار البعثتين، لوسي وسايكي، من بين خمسة متأهلين للتصفيات النهائية من المقترحات المقدمة لوكالة الفضاء الأمريكية، في المنافسة على المهمة التالية التي سيتم إطلاقها كجزء من برنامج ديسكفري التابع لوكالة ناسا - والذي يركز على المهام الفضائية "الرخيصة نسبيا"، ضمن بتكلفة 450 مليون دولار (لا تشمل تكلفة الإطلاق).

التحقيق لوسي وهي المهمة الأولى للاثنين وسيتم إطلاقها حسب الجدول الزمني الحالي في أكتوبر 2021. وستقوم بالتحقيق في الأجسام الغامضة في النظام الشمسي والتي تسمى "أحصنة طروادة للمشتري" - وهي أجسام صغيرة موجودة في نفس مدار كوكب المشتري. الكوكب العملاق، واتبعه ذهابًا وإيابًا. في طريقها إلى مدار كوكب المشتري والأجرام البعيدة التي تتبعه، ستمر لوسي عبر حزام الكويكبات المركزي في عام 2025. وبين عامي 2027 و2033، ستقوم بدراسة ستة أجسام طروادة، من المجموعتين المختلفتين من أجرام طروادة (تلك التي هي قبل كوكب المشتري وما يليه في مدار حول الشمس).

لم تتم دراسة هذه الأجسام عن كثب أبدًا، ولكن فقط من خلال الملاحظات الفلكية، التي فشلت في تقديم معلومات كافية لتحديد أصل تلك الأجسام وتكوينها. مدارهم الفريد، قبل وبعد كوكب المشتري في نفس المدار حول الشمس، ممكن بسبب التوازن بين جاذبية المشتري والشمس، في نقاط فريدة في فضاء الآلات نقاط لجرانج.

أحد تقييمات الباحثين التي تدخل في إطار النظرية نموذج جميل من أسباب هجرة الكواكب، أن تلك الأجسام نشأت من حزام كايبر عند حافة المجموعة الشمسية، وأنها ظلت محاصرة في مدارها الحالي بسبب هجرة المشتري والعمالقة الغازية الأخرى في القرون الأولى من عمر الأرض. النظام الشمسي. أدت هذه الهجرة إلى حدوث صدمة بين أجسام حزام كويبر البدائية وانحراف ملايين الأجسام الصغيرة إلى النظام الشمسي الداخلي.

وقال هارولد ليفيسون، الباحث الرئيسي في مهمة لوسي من مركز أبحاث الجنوب الغربي في ولاية كولورادو بالولايات المتحدة: "إنها فرصة فريدة". "نظرًا لأن أجسام طروادة هي بقايا المادة البدائية التي تشكلت منها الكواكب، فإنها تحتوي على أدلة ضرورية لفك رموز تاريخ النظام الشمسي. وأضاف ليفيسون: "لوسي، مثل الحفرية البشرية التي سميت باسمها، ستحدث ثورة في فهم أصولنا".

على غرار مهمة أخرى تعمل حاليًا في منطقة تسيدك، جونووستعمل لوسي على أساس الطاقة الشمسية وليس عن طريق مولد النظائر المشعة الكهروحرارية (RTG)، الذي ينتج الكهرباء من الحرارة المنبعثة من مادة النظائر المشعة، والتي تم استخدامها حتى الآن بواسطة المركبات الفضائية على هذه المسافة الكبيرة من الأرض. الشمس – يبعد كوكب المشتري مسافة 5 أضعاف المسافة بين الأرض والشمس، وستنتج اللوحة الشمسية الموجودة في محيطه طاقة كهربائية أقل بمرتين من الطاقة التي تنتجها الأرض.

المهمة الثانية المختارة هي سيكي (Psyche)، أو Psyche في الترجمة العبرية أصل الاسم من الأساطير الرومانية (الفتاة روح الذي تزوج كيوبيد). وسمي المسبار باسم الكويكب الذي سيحقق فيه - Psyche 16. وهو أحد أضخم الكويكبات في حزام الكويكبات (الواقع بين مدار المشتري ومدار المريخ)، ويبلغ قطره حوالي 210 كيلومترات.

على عكس معظم الكويكبات، التي تتكون من الصخور والجليد، يتكون Psyche 16 في الغالب من الحديد والنيكل، ويتوقع الباحثون أنه من بقايا اللب الداخلي للجرم السماوي. كوكب أوليوهي الأجسام البدائية التي تشكلت منها الكواكب التي نعرفها اليوم. ووفقا لفرضية الباحثين، فإن Psyche 16 تشكلت بعد اصطدام قوي أدى إلى تحطيم الجسم البدائي الذي جاء منه.

إذا صحت هذه الفرضية، فستكون مهمة سيكي هي المرة الأولى التي يمكن فيها دراسة اللب الداخلي لكوكب بشكل مباشر - حيث أنه من غير الممكن بتكنولوجيا اليوم الوصول إلى أعماق الأرض ودراسة نواتها المعدنية مباشرة. .

ووفقا لوكالة ناسا، فإن سيكي سيساعد في فهم عملية تمايز الكواكب، والتي تشكلت فيها الطبقات المختلفة التي تتكون منها الكواكب، بما في ذلك الأرض التي تتكون من قشرة خارجية وقشرة صخرية ونواة مصنوعة من الحديد والحديد. النيكل (نفس تركيبة الكويكب Psyche 16). أصبحت هذه العملية ممكنة في المراحل الأولى من النظام الشمسي، عندما انصهرت الكواكب البدائية بسبب الحرارة الكبيرة الناتجة عن الاصطدامات العديدة التي تشكلت فيها. وفي هذه العملية، تطفو المواد الخفيفة، مثل الصخور، إلى الأعلى وتهبط المواد الثقيلة، مثل الحديد والنيكل.

وقالت ليندي إلكينز تانتون، الباحثة الرئيسية في مهمة Psyche في جامعة ولاية أريزونا: "هذه فرصة لاستكشاف نوع جديد من العالم - ليس عالم الصخور أو الجليد، بل عالم المعدن". وأضافت أن "Psyche 16 هو الجسم الوحيد من نوعه المعروف في النظام الشمسي، وهذه هي الطريقة الوحيدة التي سيتمكن بها البشر من زيارة جوهره. نحن نتعلم عن الفضاء الداخلي من خلال زيارة الفضاء الخارجي."

وسينطلق سيكي في عام 2023 ويصل إلى كويكب في عام 2030، بعد تحليق حول الأرض في عام 2024 وتحليق حول المريخ في عام 2025، حيث سيستخدم جاذبية الكوكبين لتعزيز سرعته إلى السرعة اللازمة للوصول إلى حزام الكويكبات.

ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أنه في مؤتمر صحفي عبر الهاتف أعلنت فيه وكالة ناسا عن البعثتين، كشف هارولد ليفيسون، الباحث الرئيسي في مهمة لوسي، أنه إذا أكملت مهمتها الرئيسية بنجاح ولا يزال لديها وقود لمهمة متابعة، ومن الممكن أن تستكشف كويكبات إضافية، بما في ذلك Psyche 16 من مهمة Seiki.

شاهد محاكاة لمهمة سيكي بالقرب من الكويكب المعدني Psyche 16:

وبخلاف المرات السابقة، اختارت وكالة ناسا هذه المرة مهمتين في نفس الوقت في مسابقة كان من المفترض أن تسفر عن فائز واحد فقط، وذلك لرغبة الوكالة في إعادة وتيرة المهمات في برنامج ديسكفري إلى الجهة المستفيدة. وهذا البرنامج، الذي كان من المفترض أن يطلق مهمة كل عامين في المتوسط، تم تأجيله في السنوات الأخيرة بسبب صعوبات في الميزانية. آخر مهمة تم إطلاقها كجزء من البرنامج كانت جريل (Grail) لاستكشاف القمر الذي تم إطلاقه في عام 2011. في العام الماضي، كان من المفترض إطلاق مهمة أخرى، وهي إنسايت، وهي مركبة هبوط على المريخ مصممة لإجراء أبحاث زلزالية على الكوكب، ولكن تأخر الإطلاق لشهر مايو 2018 بسبب عطل في الجهاز العلمي المصنع في فرنسا.

وفي حين أن أفراد طاقم البعثات المختارة يحتفلون الآن بالتأكيد، إلا أن هناك الكثيرين الذين كانت مشاعرهم عكس ذلك تمامًا - أفراد طاقم البعثات الثلاث الذين لم يتم اختيارهم. من الخمسة التي اختارتها ناسا في عام 2015 بصفتهم "المتأهلين للتصفيات النهائية" في المسابقة، فاز اثنان فقط. أحد المقترحات التي لم يتم اختيارها كان مقترح المهمة بالقرب من كاميرا كائن الأرض – تلسكوب سيكشف الكويكبات الصغيرة القريبة من الأرض والتي قد تصطدم بها.

لكن خيبة الأمل الرئيسية هي جماهير كوكب الزهرة - الذي أهملته وكالة ناسا لسنوات عديدة. وكانت آخر مهمة لوكالة الكواكب الأمريكية هي ماجلان في التسعينيات، والتي قدمت صورًا رادارية عالمية للكوكب، مما سمح لأول مرة برؤية كيف يبدو سطح كوكب الزهرة، تحت غلافه الجوي الكثيف للغاية. ركز الاقتراحان الآخران اللذان لم يفوزا في المسابقة على دراسة كوكب الزهرة - اقترح أحدهما إرسال مهمة مشابهة بشكل أساسي لمهمة ماجلان - ولكن بجودة أعلى بكثير، واقترح الآخر إرسال مسبار إلى السطح الأرض ودراسة تكوين الغلاف الجوي لكوكب الزهرة.

وأشار جيم جرين، أحد كبار الإداريين في وكالة ناسا، إلى أنه لا ينبغي للباحثين في كوكب الزهرة أن يستسلموا بعد - فستتاح لهم فرصة أخرى لتقديم مقترحات بحثية للمنافسة في المهمة القادمة لبرنامج آخر وأكثر شهرة - برنامج "نيو هورايزونز" - من التي تقوم بها نيوهورايزنز إلى بلوتو وجفينو للعدالة. تحصل هذه المهام على ميزانية أعلى بكثير من مهام الاستكشاف، لكن تواترها أقل. المسابقة الحالية هي الآن في بداياتها، ومن المتوقع أن تعلن وكالة ناسا عن المتأهلين للتصفيات النهائية في نوفمبر من هذا العام، والإعلان عن الفائز الناجح فقط في عام 2019، مع هدف الإطلاق في عام 2024.

وفي الوقت نفسه، وكالة ناسا كما أعلنت عن مهمة وأخرى منفصلة سيتم إطلاقها في عام 2020. وسيتم إطلاق هذه المهمة كجزء من وحدة أبحاث الفيزياء الفلكية التابعة لناسا، وستبلغ ميزانيتها الإجمالية 188 مليون دولار. ستشمل المركبة الفضائية، Imaging X-ray Polarimetry Explorer، ثلاثة تلسكوبات للأشعة السينية لدراسة أقوى الأجسام المعروفة للعلم اليوم - الثقوب السوداء الهائلة والنجوم النيوترونية والنجوم النابضة.

لإعلان ناسا