זו שנה חדשה, עם אתגרים חדשים והזדמנויות חדשות! ונאס"א, שביקשה להתחיל את העניינים, הודיעה על שתי המשימות החדשות שיושקו בעשור הקרוב. המשימות הרובוטיות הללו, שנקראו לוסי ופסיכה, נועדו לעזור לנו להבין את ההיסטוריה של מערכת השמש המוקדמת, והן יתפרסו החל משנת 2021 ו- 2023, בהתאמה.
בעוד שהמשימה של לוסי היא לחקור את אחד מהאסטרואידים הטרויאניים של צדק, פסיכה תחקור את אסטרואיד המתכת המכונה 16 נפש. ובין שניהם, יש לקוות שהם יענו על כמה שאלות מתמשכות על היווצרות פלנטרית ואיך מערכת השמש התגלתה. יותר מכך, משימה זו מייצגת ראשונות היסטוריות לחקירת החלל האנושי בנאס"א.
תוכנית הגילוי של נאס"א, שלוסי ופסיכה חלק ממנה, נוצרה בשנת 1992 כדי להחמיא לתוכניות "ספינת הדגל" הגדולות שלהם. על ידי קירוב בין מדענים ומהנדסים למשימות תכנון, המוקד של תוכנית גילוי היה למקסם את המחקר המדעי על ידי יצירת משימות קטנות יותר שיש להן תקופות פיתוח קצרות יותר ודורשות פחות בדרך של משאבים תפעוליים.
המשימה של לוסי אמורה לצאת לאוקטובר 2021, והיא צפויה להגיע ליעדה הראשון (אסטרואיד חגורה ראשית) בשנת 2025. לאחר מכן היא תפנה את דרכה לטרויאנים של צדק, קבוצת אסטרואידים שנלכדים על ידי כוח המשיכה של צדק ו שתף את מסלולו. אסטרואידים אלה נחשבים כשרידים של מערכת השמש המוקדמת; ובין 2027 ל 2033 לוסי ילמד שישה מהם.
בנוסף להיותה המשימה הראשונה לחקור את אוכלוסיית הטרויאנים של צדק, לוסי היא גם בעלת חשיבות היסטורית בגלל מספר האסטרואידים בהם היא תבקר. במהלך ייעודו, היא תחקור שישה טרויאנים, שהם המספר הכולל של אסטרואידים מהחגורה הראשית שנחקרו עד כה. אופי ששת האסטרואידים הללו צפוי לספר לנו הרבה על ההיסטוריה המוקדמת של מערכת השמש.
כפי שהסביר הרולד פ. לויסון - החוקר הראשי במשימת לוסי ממכון המחקר Southwest (SwRI) בבולדר, קולורדו - במהלך תדרוך ההזמנה של נאס"א:
"אחד ההיבטים המפתיעים באוכלוסייה זו הוא המגוון שלהם. אם אנו מסתכלים עליהם דרך טלסקופים על כדור הארץ, אנו רואים שהם שונים זה מזה זה מזה בצבעם, בספקטרום שלהם. וכך, אנו מאמינים שזה אומר לנו משהו על אופן התפתחותה של מערכת השמש והתפתחותה ... המגוון הזה באובייקטים אלה, אנו מאמינים, נובע מהעובדה שהם נוצרו באזורים שונים מאוד של מערכת השמש, עם מאפיינים פיזיים שונים מאוד . ומשהו התרחש בהיסטוריה של מערכת השמש שם החפצים הללו התחילו במרחקים שונים מאוד, אך במהלך התהוותה והתפתחותה של מערכת השמש הם הסתובבו והושמו במאגרים היציבים האלה ליד מסלולו של צדק. "
ששת הטרויאנים שלוסי נועדה לחקור נבחרו מכיוון שמגוון המאפיינים הפיזיים שלהם מראה שהם ממקומות שונים ברחבי מערכת השמש. כדבריו של לויסון, "הגופים הקטנים האלה באמת הם המאובנים של היווצרות כדור הארץ, וזו הסיבה שקראנו את לוסי על שם האב הקדמון האנושי המכונה לוסי."
בנוסף, לוסי תבנה על הצלחתן של משימות כמו New Horizons ו- OSIRIS-REx, שכוללת שימוש בגרסאות מעודכנות של מכשירים בהם השתמשו לחקירת פלוטו, חגורת קויפר והאסטרואיד בנו - כלומר. מכשירי ה- RALPH וה- LORRI והמכשיר OTES. בנוסף, כמה מחברי צוות האופקים החדשים וצוותי המדע OSIRIS-REx ישאילו את המומחיות שלהם למשימת לוסי.
באופן דומה, משימת הנפש תהיה בעלת ערך מדעי עצום מכיוון שהיא תבקר באסטרואיד המתכתי היחיד שידוע שהוא קיים. אסטרואיד זה מודד בקוטר של 210 ק"מ (130 מייל) והוא האמין כי הוא מורכב כולו מברזל וניקל. מהבחינה הזו, זה דומה לליבה המתכתית של כדור הארץ, כמו גם ליבותיהם של כל כדור הארץ היבשתי במערכת השמש.
זו הסיבה מדוע מדענים מאמינים שזה יכול להיות הגרעין החשוף של כוכב לכת בגודל מאדים. על פי תיאוריה זו, 16 נפש חוותה מספר התנגשויות עיקריות במהלך ההיסטוריה המוקדמת של מערכת השמש, מה שגרם לו להשיל את המעטפת הסלעית שלו. הבדיקה הרובוטית תושק בשנת 2023 והיא צפויה להגיע עד שנת 2030 - לאחר שקיבלה תמרון מסייע בכוח הכבידה בשנת 2024 ומעופף מאדים בשנת 2025.
על ידי מדידת ההרכב, השדה המגנטי שלו ומיפוי תווי פני השטח שלו, צוות המדע של לוסי מקווה ללמוד עוד על ההיסטוריה של ההיווצרות הפלנטרית. כפי שאמרה לינדי אלקינס-טנטון - החוקרת הראשית בפסיכה ומנהלת בית הספר לחקר האדמה והחלל באוניברסיטת מדינת אריזונה - במהלך תדרוך ההזמנה של נאס"א:
"המין האנושי ביקר בעולמות סלעיים ובעולמות קפואים ועולמות עשויים גז. אבל מעולם לא ראינו עולם מטאלי. בנפש מעולם לא ביקרו ואף לא צולמה בה יותר מנקודת אור. וכך, הופעתו נותרת בגדר תעלומה. משימה זו תהיה חקר וגילוי אמיתי. אנו חושבים שפסיכה היא ליבת המתכת של כוכב לכת קטן שנהרס ב אנרגיה גבוהה, במהירות גבוהה, הראשונה מאה מאית עידן מערכת השמש שלנו. בביקור בנפש אנו יכולים ממש לבקר בגרעין כוכבי לכת בדרך היחידה שהאנושות יכולה ... נפש תן לנו לבקר בחלל הפנימי על ידי ביקור בחלל החיצון. "
לא רק שנחשבות ליבות פלנטריות שמקורן בשדות מגנטיים (ההכרחיות להתהוות החיים), אלא שהן לגמרי לא נגישות לנו. קצה ליבו החיצוני של כדור הארץ נמצא בערך 2,890 ק"מ משטח כדור הארץ שלנו. אבל האנושות העמוקה ביותר שחפרה אי פעם הייתה לעומק של 12 ק"מ (7.5 מיילים), שהתרחש בקולה סופרדאפ בורהול, ברוסיה.
בנוסף, בתוך ליבת כדור הארץ מעריכים כי תנאי הטמפרטורה והלחץ יגיעו ל 5700 K (5400 מעלות צלזיוס; 9752 מעלות צלזיוס) ול 330 עד 360 גיגאפסקלים (יותר משלושה מיליון כפול לחץ אוויר רגיל). זה הופך את חקר ליבת כדור הארץ שלנו (או כל פלנטה אחרת במערכת השמש, לצורך העניין) לבלתי מעשי לחלוטין. מכאן מדוע משימה רובוטית לעולם כמו פיזה היא הזדמנות כזו.
ומכיוון שפסיכה היא גוף המתכת המעוגל היחיד שידוע כקיים במערכת השמש, האסטרואיד הוא לא סביר כמו שהוא ייחודי. ומכיוון שמעולם לא נערכו משימות לחקור את פני השטח שלה, ולא קיימות תמונות שיכולות לספר לנו איך היו נראים תכונות פני השטח שלו, משימת פסיכה בטח שופכת קצת רציני על איך נראה עולם מתכת.
"איך אנו חושבים שזה ייראה?" שאל טנטון. "האם יש זרימת לבה גופרית על פני השטח? האם הוא מכוסה בצוקים מתנשאים שנוצרו כאשר התמצקות המתכת התכווצה והחלק החיצוני של הגופה התפרק? האם פני השטח שלו הם שילוב של מתכת ברזל וקריסטל מינרלי ירוק כמו מטאוריטים מברזל? ואיך נראה מכתש השפעה במתכת? יכול להיות ששוליו או הבזקי המתכת שלו קפאו בקור החלל לפני שהם נפלו שוב על פני השטח. אנחנו לא יודעים. "
ג'ים גרין, מנהל מדע הפלנטה של נאס"א, הביע התלהבות ממשימות דיסקברי 13 ו -14 בהודעה לעיתונות של NASA לאחרונה:
"אלה משימות גילוי אמיתיות שמשתלבות באסטרטגיה הגדולה יותר של נאס"א לחקור כיצד מערכת השמש התגבשה והתפתחה. בדקנו כוכבי לכת יבשתיים, ענקי גז ומגוון גופים אחרים המקיפים את השמש. לוסי תצפה בשרידים פרימיטיביים ממרחקים יותר במערכת השמש, ואילו פסיכה תשקיף ישירות על פנים גוף פלנטרי. החלקים הנוספים של הפאזל יעזרו לנו להבין כיצד השמש ומשפחת כוכבי הלכת שלה נוצרו, השתנו עם הזמן והפכו למקומות שבהם החיים יכולים להתפתח ולהתמיד - ומה העתיד עשוי לקיים. "
לוסי ופסיכה נבחרו מחמישה מתמודדי הגמר שנבחרו להמשך פיתוח בספטמבר 2015. אלה בתורם נבחרו מתוך 27 מושגי משימה שהוגשו בחודש נובמבר 2014. דוגמאות למשימות דיסקברי בעבר ובהווה כוללות את חלל קפלר, חללית השחר, מארס Pathfinder, ונחתת ה- InSight (שאמורה להיות בשיגור בשנת 2018).
