НАСА одобрило запуск миссии к астероиду стоимостью 10 квадриллионов долларов! / космос :: длиннопост :: добыча астероидов :: психея :: астероид :: NASA

НАСА одобрило запуск миссии к астероиду стоимостью 10 квадриллионов долларов!

С новым днём, пидоры!

НАСА дало добро на миссию «Психея» стоимостью 985 миллионов долларов США по исследованию богатого металлами астероида, также называемого (16) Психея, стоимость которого может достигать 10 квадриллионов долларов, это приблизительно в 10 тысяч раз больше объема мировой экономики в 2019-м. Потенциально разработка этого астероида может принести столько финансов, что каждому человеку на Земле достанется по 100 миллиардов долларов. Сайт миссии.

Конечно, все это потенциальное богатство. Добыть его намного сложнее, чем разработать карьер на Земле. Однако несколько компаний уже ищут способы начать коммерческую добычу астероидов. Именно поэтому миссия «Психея» имеет последствия, выходящие за рамки чисто научной мотивации.

К сожалению, миссия, запуск которой первоначально был запланирован на август 2022 года, была отложена из-за очень знакомой земной проблемы. НАСА — очень крупная организация, которая полагается на сложную сеть университетов, подрядчиков, субподрядчиков и специалистов для выполнения своих космических миссий. Однако иногда эта сложность может привести к бюрократическим махинациям эпических масштабов.

Но теперь, когда независимый наблюдательный совет одобрил проект, запуск «Психеи» разрешен и планируется, что запуск будет произведён с помощью ракеты Falcon Heavy 10 октября 2023 года. Изначально планировалось, что в качестве попутной нагрузки в космос будут выведены два малых аппарата Janus для исследования двойных астероидов (предварительно определены две потенциальные цели: 1991 VH и 1996 FG3), но в 2022 году из-за переноса даты пуска от этих планов отказались. Также рассматривались другие возможности, например «Афина» для пролёта мимо астероида (2) Паллада.

Аппарату потребуется пять лет и 10 месяцев, чтобы достичь астероида с помощью своей солнечно-электрической двигательной системы Холла. Планируется, что аппарат будет находиться на орбите вокруг тела не менее 26 месяцев, в течение которых он изучит состав, гравитацию, плотность и внутреннюю структуру Психеи.

Рисунок астероида (16) Психея

Ядро как начало всего

Первая половина 2021 года ознаменовалась целой серией важнейших событий, связанных с исследованием космоса. Восемнадцатого февраля на Красную планету высадился марсоход Perseverance – самый крупный из всех планетоходов в истории человечества. В очередной раз заставил о себе говорить Китай, который доставил к Марсу исследовательский аппарат «Тяньвэнь-1»: на орбиту он вышел 10 февраля. Вместе с постоянными упоминаниями о Марсе со стороны Илона Маска и различных популяризаторов науки может показаться, что в рамках изучения нашей планетной системы это цель номер один. Такой подход не лишен оснований, если учесть расстояние до Марса и его относительное «сходство» с Землей. Но не нужно забывать, что есть не менее интересные объекты для исследований, помимо Красной планеты и спутника нашей планеты.

В феврале NASA вновь напомнило всем об этом, направив взоры землян к далекому и таинственному астероиду (16) Психея. После тщательного анализа прогресса проекта в создании научных инструментов и инженерных систем Psyche получила разрешение перейти к тому, что космическое ведомство США назвало фазой D ее жизненного цикла. По факту речь идет о заключительной стадии операции перед запланированным запуском в августе 2022 года.

Изображения астероида (16) Психея, полученное с помощью Very Large Telescope

«Мы видели метеориты, которые в основном состоят из металла, но Психея уникальна тем, что полностью состоит из железа и никеля», — рассказал Трейси Беккер, планетолог из Юго Западного исследовательского института в Сан-Антонио. По оценкам специалистов, запасы благородных металлов в породах Психеи могут составлять около 110 миллиардов тонн. Но дело не только (вернее, не столько) в номинальной цене объекта, тем более что физических возможностей добывать там полезные ископаемые у землян пока попросту нет. Психея представляет собой прежде всего научно-исследовательскую ценность. Это один из тех объектов, которые, что называется, могут ответить «сразу и на все». Ну или, во всяком случае, на вопросы о происхождении планет и формировании на них жизни.

Где же находится Психея и почему именно она может в такой степени поведать о процессах, которые происходили и происходят в нашей системе? Астероид расположен в области, которую знают как «пояс астероидов». Находится она между орбитами Марса и Юпитера. В сумме масса главного пояса составляет примерно четыре процента от массы Луны, причем больше половины из этого приходится на такие относительно крупные объекты, как Веста, Церера, Паллада и Гигея. Церера — так называемая карликовая планета. Остальные вышеупомянутые тела — астероиды.

Орбита астероида (16) Психея и его положение в Солнечной системе

На фоне тысяч других объектов Пояса астероидов он выделяется хотя бы классом: Психея относится к так называемому спектральному классу M, изученному относительно плохо. Такие объекты обладают умеренно большим альбедо (термин из фотометрии, показывающий, какую часть световых лучей поверхность отражает). Собственно, Психея — самый большой астероид этого класса из всех известных. Он входит в десятку самых массивных астероидов Главного пояса: на него приходится примерно один процент массы всех его тел, массу объекта оценивают в 2,72E19 килограмма.

Изначально инфракрасная орбитальная обсерватория IRAS (InfraRed Astronomical Satellite) определила максимальный размер Психеи в 253 километра, а более детальные наблюдения, проведенные в начале 2000-х, идентифицировали его как эллипсоид с размерами в 214×181×145 километров. Еще позже ученые оценили размеры объекта в 277×238×168 километров. Средняя температура поверхности астероида составляет 160 кельвинов (минус 113 °C). Расстояние до Солнца – 2,834 астрономической единицы.

Как возникла Психея и почему она выделяется на фоне других объектов пояса? Ответы на все эти вопросы мы получим нескоро: пока у людей есть лишь размытое изображение, сделанное в 2018 году комплексом Very Large Telescope, или VLT. А еще есть данные, которые позволяют говорить, что на поверхности астероида заметны признаки наличия воды или гидроксила. Скорее всего, Психея — не что иное, как металлическое ядро протопланеты или его фрагмент. Она могла разрушиться в самом начале формирования нашей системы, столкнувшись с более крупным объектом. Вероятно, после столкновения силикатные породы оболочек, которые окружали металлическое ядро, откололись и разлетелись.

Компьютерное моделирование позволило выявить на поверхности Психеи кратеры, однако их природа ученым неясна. Одна из версий предполагает, что они возникли вследствие импактного воздействия, то есть столкновения с другими космическими телами. Существует еще одна гипотеза: согласно ей, кратеры Психеи имеют вулканическое происхождение.

Нельзя сказать, что за минувшие годы наших знаний о Психее не прибавилось. Не так давно Венди К. Колдуэлл из Лос-Аламосской национальной лаборатории и другие ученые провели двухмерную и трехмерную симуляцию появления самого большого ударного кратера астероида диаметром 67 ± 15 километров. Моделирование позволило подтвердить ранее полученные оценки химического состава небесного тела. В рамках одной из симуляций объект состоял из монеля, а коэффициент его пористости составлял 30-50 процентов. При этом ученые признают, что Психея, вероятно, неоднородное пористое тело с более сложной структурой, чем можно подумать.

Вообще, интерес научного мира выходит далеко за рамки определения структуры астероида. Можно сказать, что, добравшись до Психеи, ученые смогут увидеть «прообраз» ядра Земли, который, вероятно, тоже состоит из никеля и железа. А в перспективе исследователям удастся ответить и на более общие вопросы о формировании планет нашей (и не только) системы.

Работа над космическим аппаратом Psyche

Если максимально упростить, то в рамках миссии ученых более всего интересуют следующие вопросы:

Попутно специалисты хотят разобраться и в ряде других вопросов. Например, если Психея была лишена своей мантии, когда и как это произошло? И если астероид когда-то был расплавлен, то затвердел ли он изнутри или снаружи? Другие вопросы касаются, в частности, охлаждения магнитного поля небесного тела и основных элементов, существующих в металлическом железе сердечника.

План полёта

Психея прибудет к (16) Психея и выйдет на орбиту в 2029 году. Космический корабль будет вращаться на уменьшающихся высотах или режимах. Его первый режим, «Орбита A», позволит космическому кораблю выйти на орбиту длиной 700 км для определения магнитного поля и предварительного картографирования в течение 56 дней. Затем он опустится на орбиту B, установленную на высоте 290 км, на 76 дней для тех же целей. Далее он опустится на орбиту C на высоте 170 км, на 100 дней для исследования гравитации и магнитного поля. Наконец, орбитальный аппарат выйдет на орбиту D на высоте 85 км, чтобы определить химический состав поверхности с помощью гамма-излучения и нейтронных спектрометров. Планируется, что аппарат пробудет на орбите астероида в течение не менее 21 месяца.