Falcon Heavy raket met Psyche. Nasa
Het is waarschijnlijk geen slecht voorteken, maar Nasa’s missie Psyche wordt momenteel gelanceerd op vrijdag 13 oktober. De missie stijgt om 10.19 EDT op met een SpaceX Falcon Heavy raket en gaat een hachelijke reis tegemoet. De aankomst bij de asteroïde met de naam Psyche, 16, is pas gepland in 2029.
Asteroïde 16 Psyche (wat “ziel” betekent in het Grieks) werd ontdekt in 1852 en is vernoemd naar een oude Griekse prinses die trouwde met Eros (de naamgenoot van een andere asteroïde). Ze draait rond de zon in de belangrijkste asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter, op ongeveer drie keer de afstand van de aarde tot de zon. Het is een massieve asteroïde van het M-type (M staat voor “metaalrijk”), met een diameter van meer dan 230 km.
Astronomen moeten wel voorzichtig zijn met de term metaal, want in de stellaire fysica betekent “metalliciteit” alles wat zwaarder is dan helium. In dit geval hebben we het echter over metalen zoals ijzer en kobalt.
Om een idee te geven van de schaal, als de zon zou zijn verkleind tot de grootte van een officiële NBA-basketbal, dan zou de diameter van de asteroïde ongeveer even groot zijn als de dikte van drie stukjes papier (0,3 mm), en zich op een afstand van 161 meter bevinden.
Zoals je ziet is een missie naar zo’n klein object niet eenvoudig, hoewel kleinere objecten al wel zijn bezocht – bijvoorbeeld de recente terugkeer van monsters van OSIRIS-REX van asteroïde Bennu of de Hayabusa 2 missie naar 162173 Ryugu.
Om deze opmerkelijke reis te volbrengen, zal het Psyche ruimtevaartuig, zodra het gelanceerd is, gebruik maken van zonne-elektrische voortstuwing. Dit werkt door gebruik te maken van een elektrisch geladen gas dat door een krachtig elektrisch veld uit de straalpijp wordt versneld. Deze vorm van voortstuwing produceert, in tegenstelling tot een chemische raket, een zeer bescheiden stuwkracht. Maar hij kan vele maanden of zelfs jaren ononderbroken werken, terwijl hij relatief weinig brandstof verbruikt.
De technologie is erg nuttig voor interplanetaire missies over lange afstanden, maar het vereist wel een behoorlijke hoeveelheid zonlicht voor de zonnepanelen van het ruimteschip om de nodige elektrische energie op te wekken. Lucy, een andere onlangs gelanceerde Nasa-missie naar asteroïden in het buitenste zonnestelsel, gebruikt dezelfde voortstuwing.
Missie doelen
Wat maakt deze asteroïde zo interessant? Planeten ontstaan in “protoplanetaire schijven” door een proces dat accretie heet. Hierbij krijgen kleine stukjes materiaal geleidelijk meer massa door zwaartekracht en botsingen met ander materiaal in de buurt.
Technisch gezien is dit een continu proces, aangezien de aarde elke dag zo’n 100 ton natuurlijk puin opveegt als ze rond de zon draait. Het grootste deel van de massa van een planeet wordt echter verworven in de eerste paar miljoen jaar van zijn bestaan.
Dit is typisch een extreem gewelddadig tijdperk waarin catastrofale botsingen tussen jonge werelden veel voorkomen. Het hoeft geen betoog dat niet elke toekomstige planeet het overleeft. En 16 Psyche kan een voorbeeld zijn van zo’n “onvolgroeide” planeet.
Als er genoeg intern radioactief verval is en hitte die vrijkomt door talloze inslagen tijdens de vorming van planeten, zal een jonge wereld smelten en een proces ondergaan dat “differentiatie” wordt genoemd, waarbij zwaarder materiaal naar de kern zinkt en lichter materiaal naar het oppervlak drijft.
Er zijn verschillende modellen voor de vorming van 16 Psyche, maar de eenvoudigste die overeenkomt met het huidige bewijs is dat 16 Psyche differentiatie lijkt te hebben ondergaan, maar vervolgens een catastrofale inslag heeft gehad met een andere jonge wereld – waarbij de buitenste lagen werden weggevaagd en een overblijfsel, een dichte metaalrijke kern, werd blootgesteld aan de ruimte.
Een belangrijk wetenschappelijk doel van de Psyche-missie is om vast te stellen welk van deze modellen het meest waarschijnlijk correct is.
Er zijn twee belangrijke redenen om Psyche te bezoeken. De eerste is de wetenschappelijke interesse in het bezoeken van een object dat vergelijkbaar zou kunnen zijn met de ijzeren kern van een planeet – inclusief de Aarde. De tweede is om uit te zoeken of het mogelijk is om de metalen te delven – Forbes noemt het een “asteroïde van vier miljard dollar”.
Met onze huidige technologie is het onmogelijk om naar het centrum van een planeet te gaan om de kern direct te bestuderen. Een bezoek aan een blootgelegde planeetkern biedt echter een uitstekende gelegenheid om onze huidige modellen van planeetvorming te testen.
Het Psyche ruimtevaartuig heeft een aantal wetenschappelijke instrumenten aan boord, zoals een beeldvormer om het oppervlak van de asteroïde in kaart te brengen, een zwaartekrachtexperiment om de inwendige structuur van de wereld te helpen bepalen en een spectrometer om de minerale inhoud van het oppervlak van de asteroïde te onderzoeken.
Een van de instrumenten is een magnetometer die is ontworpen om te proberen te detecteren of 16 Psyche een magnetisch veld heeft. Dit is nuttig omdat een eventueel overgebleven magnetisch veld zou kunnen aantonen dat het inwendige van Psyche ooit gesmolten was en differentiatie onderging.
Zolang het ruimteschip de asteroïde veilig bereikt, zijn er geweldige ontdekkingen om naar uit te kijken. Het zal zeker een schat aan gegevens opleveren die wetenschappers de komende jaren op aarde kunnen analyseren.
De auteurs werken niet voor, adviseren niet, bezitten geen aandelen in en ontvangen geen financiering van bedrijven of organisaties die baat zouden hebben bij dit artikel en hebben geen relevante banden bekendgemaakt buiten hun academische aanstelling.
