NASA Neden Lucy Adlı Robotik Bir Arkeolog Başlatıyor?

NASA’nın Cumartesi günü Jüpiter’in yörünge yolu boyunca asteroit kümelerine yönelik bir araştırma başlatması planlanıyor. Truva sürüleri olarak bilinirler ve güneş sistemindeki asteroitlerin keşfedilmemiş son bölgelerini temsil ederler. Lucy adında bir derin uzay robotik arkeolog olan uzay aracı, güneş sisteminin kökenleri, gezegenlerin mevcut yörüngelerine nasıl göç ettikleri ve Dünya’da yaşamın nasıl ortaya çıktığı hakkında acil soruları yanıtlamaya çalışacak.

NASA yöneticisi Bill Nelson, “Asteroitleri incelemek için hiç bu kadar ileri gitmemiştik” dedi. “Böyle yaparak güneş sisteminin oluşumunu daha iyi anlayabileceğiz, kendimizi ve gelişimimizi daha iyi anlayacağız. ”

Altı yıllık bir yolculuktan sonra Lucy, 2033 yılına kadar yedi Truva asteroitine yakın uçacak ve bazı grafik görsellerde Formula 1 yarış pistinin ana hatlarını oluşturan güneşin vahşi turlarını tamamlayacak.

Uzay aracı, Jüpiter’in güneş yörüngesi boyunca sabit noktalara kilitlenmiş, devasa gezegenin önünde veya arkasında kendi yörüngelerinde sabitlenmiş küçük cisimler olan Truva atlarının jeolojisini, bileşimini, yoğunluğunu ve yapısını inceleyecek.

Lucy misyonunun baş araştırmacı yardımcısı Cathy Olkin, “Bir yere ilk kez gitmek her zaman ilginçtir” dedi. “Bunu her yaptığımızda, güneş sistemimiz ve içinde yaşadığımız uzay alanı hakkında daha fazla şey öğrendik.”

İnsanlık, güneş sistemi boyunca çeşitli küçük kayalık cisimleri araştırdı. NEAR görevi, iç asteroit kuşağındaki Eros’a indi. Şafak görevi, Mars ve Jüpiter arasındaki kuşaktaki en büyük iki dünya olan Ceres ve Vesta’nın yörüngesindeydi. Japonya’nın Hayabusa misyonları ve NASA’nın OSIRIS-REX’i, yakın dünya asteroitleriyle yakın karşılaşmaları tamamladı. Ve Yeni Ufuklar misyonu, güneş sisteminin uzak Kuiper kuşağındaki bir nesne olan Arrokoth’u ziyaret etti.

Ancak Jüpiter’in çevresindeki Truva atları henüz araştırılmadı. Bu tür yaklaşık 10.000 nesne keşfedildi. İlki bir asırdan fazla bir süre önce tespit edildiğinde, gökbilimciler onları Homer’in İlyada’sının kahramanlarından sonra adlandırmaya başladılar. Sonuç, “Trojan”ın genel tanımlayıcısıydı. ”

Görev adı “Lucy”, 1974’te keşfedilen ve insanın evriminin sırlarını ortaya çıkaran 3,2 milyon yıllık australopithecine iskeletine bir göndermedir. NASA ekibi, robotik Lucy’nin güneş sisteminin evrimi için aynı şeyi yapmasını umuyor ve tarih öncesi, görevin bilim adamları arasında tekrar eden bir tema.

NASA’daki Lucy programı bilimcisi Tom Statler, Lucy’yi “gezegen arkeolojisi” olarak tanımlar ve onu Mısır’daki piramitlerin incelenmesiyle karşılaştırır.

Dr. Statler, “Piramitlerin nasıl yapıldığını anlamak istiyorsanız, gidip dışlarına bakabilirsiniz, her tarafına tırmanabilirsiniz” dedi. Ancak bunu yapmak, aslında nasıl inşa edildikleri hakkında çok az cevap verecektir.

“Ancak piramitlerin yanındaki terk edilmiş şantiyeyi bulabilir ve kazabilirseniz ve onları inşa etmek için kullanılan araçları ve arta kalan blokları bulursanız – kırılan ve şekillenen ancak kullanılmayan şeyler – sonra bir piramidin içini ve oraya nasıl geldiğini anlamaya başlarsınız” diye açıkladı.

“Asteroidlerle yaptığımız şey bu” dedi. “İnşaat alanından arta kalanları kazıyoruz. ”

Görev zorunluluktan doğdu.

Otuz yıl önce, gezegen oluşumu kavramı bugün olduğundan çok daha düzenliydi. Gezegen öncesi malzemeden oluşan dönen bir diskin merkezinde oluşan bir yıldız. Yavaş yavaş, malzeme yoğunlaştı ve basit yörüngelerde (Plüton’un yanı sıra) sekiz gezegende toplandı.

Bununla birlikte, bir gezegen bilimci olan Hal Levison ve diğer teorisyenler güneş sisteminin oluşumunu simüle etmeye çalıştıklarında, tekrar tekrar bir sorunla karşılaştılar: Uranüs ve Neptün’ü mevcut yörüngelerinde inşa etmek neredeyse imkansızdı. Buz devleri olarak bilinen bu dünyaları açıklamak için, şu anda Lucy misyonunun baş araştırmacısı olan Dr. Levison ve diğer üç araştırmacı, Nice güneş sistemi evrim modelini geliştirdi (Fransa’daki şehir için adlandırıldı).

Model, dev gezegenlerin güneşe mevcut yörüngelerinden çok daha yakın oluştuğunu ve genç Jüpiter ve Satürn’ün giderek eksantrik yörüngelerinin güneş sistemini istikrarsızlaştırdığını ve yeniden düzenlediğini öne sürüyor. Bu süreçte, dev gezegenler hareket ettikçe ve Uranüs ve Neptün dışa doğru sınırlandıkça, güneş sisteminin küçük bedenlerini dağıttılar. Bazı kuyruklu yıldızlar ve asteroitler derin dış güneş sistemine, diğerleri ise tamamen Samanyolu’na fırlatıldı.

Küçük bir dağınık asteroit azınlığı, Jüpiter’in gezegenin ve güneşin yerçekimi ve yörüngesel etkilerinin dengelendiği uzay bölgeleri olan kalıcı Lagrange noktalarından ikisinde kapana kısıldı. Bölgeler Jüpiter’i yörüngesinde hem yönetiyor hem de takip ediyor. Bu asteroitler Truva sürüleri.

Bugün, Nice modeli, yaklaşık 4,6 milyar yıl önce bir toz ve gaz diskinin nasıl bir güneş etrafında dönen bir gezegenler sistemi haline geldiğine dair baskın bir anlayış sunuyor. Ayrıca, ötegezegenlerin teleskop gözlemleri, bizimki de dahil olmak üzere yıldız sistemlerinin nasıl oluşabileceğine dair daha geniş bir bilimsel yeniden değerlendirmeye yol açtı. Bazı uzak yıldızlar, kendilerine Merkür’ün güneşimize olduğundan daha yakın olan dev gezegenler tarafından yörüngede dönerler.

Dr. Levison, gezegen bilimi topluluğunun gezegen oluşumu hakkındaki fikirlerinin eldeki verileri geride bıraktığına inanmaya başladı. Nice modelinde değişkenleri sınırlamanın en iyi yolu, Truva atlarının kökenini açıklamak olacaktır.

“Trojan popülasyonuyla ilgili şaşırtıcı şeylerden biri, fiziksel olarak birbirlerinden çok farklı olmaları, ancak gerçekten küçük bir uzay bölgesini işgal etmeleri” dedi. “Bu küçük bölgedeki çeşitlilik bize güneş sisteminin erken evrimi hakkında önemli bir şey söylüyor. ”

Truva atlarının yörüngelerinde kilitli sırları anlamak için Dr. Levison’un NASA’yı onları incelemek ve neyin nerede oluştuğunu belirlemek için bir uzay aracı inşa etmeye ikna etmesi gerekiyordu. Lucy’nin sonucu. Bilim adamlarının daha küçük görev teklifleri üzerinde rekabet ettiği NASA’nın Keşif Programı aracılığıyla 2014 yılında uçuş için seçildi.

Kamera görüntülerini incelemek, Lucy ekibinin bilimsel çabalarının önemli bir parçası olacak. Her asteroitte tespit edilen kraterlerin sayısı sayılarak, bir nesnenin yüzey yaşı ortaya çıkar. (Daha eski yüzeylere daha fazla çarpma cihazı çarpacak ve bu nedenle daha fazla krater gösterecek. ) Bilim adamları ayrıca, kayaların neyden yapıldığının bir göstergesi olabilecek, asteroitlerin yüzeyleri boyunca renk dağılımı için döndürülen görüntüleri analiz edecekler: Termal ölçümler, asteroitlerin bileşimlerini ve yapılarını belirlemeye yardımcı olacaktır. Ayrıca minerallerin, buzların ve organik moleküllerin varlığını ölçmek için kızılötesi spektrumları kullanacaklar.

NASA, asteroitler üzerinde ilkel organik materyal bulmakla ilgileniyor çünkü milyarlarca yıl önce Dünya’ya yaşam için gerekli kimyasal bileşenleri ekmiş olabilirler.

Truva atları Jüpiter ile aynı yörüngeyi paylaşsa da Lucy Jüpiter’i ziyaret etmeyecek. Uzay aracı Dünya’dan fırlatılmadan önce, Jüpiter’e Truva atlarını ziyaret ettiğinden daha yakın olacak.

12 yıllık görevi boyunca, fırlatma sırasında istiflenen ve kademeli olarak katlanır fanlar gibi dışa doğru genişleyen iki dev güneş paneli tarafından desteklenecek. Lucy’nin hız treni benzeri yörüngesi, onu güneş enerjisiyle çalışan herhangi bir uzay aracının şimdiye kadar uçtuğundan daha uzağa taşıyacak. Ve en hızlı klibinde saniyede yaklaşık altı mil hızla hareket edecek.

Dr. Olkin, “Hızı saniyede 10 bin koşmak gibi olacak” dedi.

Uzay aracı, güneş sistemi boyunca karmaşık bir döngüsel yörüngede olacak, güneşi çevreleyecek, Lagrange 4 olarak bilinen bir noktada Jüpiter’in yörünge yoluna serbest itmek için Dünya’dan yerçekimi ödünç alacak. Yerçekimi onu güneşin etrafında geri alacaktır. yerçekimi onu tekrar dışarıya fırlatacak olan Dünya’ya, bu sefer Lagrange 5’e ve geri, süreç tekrar ediyor. Yörünge, gezegenlerin konumları ve yerçekimi yardımları tarafından yönlendiriliyor, yani uzay aracı, eğer hiçbir şey onu durdurmazsa, bunu yüz binlerce – milyonlarca olmasa da – yapmaya devam edecek.

Her karşılaşma, Truva Atı’nın yüzeyinden 600 mil veya daha az yükseklikte olacaktır. Son uçuştan sonra, Lucy’nin sağlığına bağlı olarak NASA, analizler için gelecekteki asteroitleri ve diğer gök cisimlerini hedefleyebilir.

Dr. Olkin, “Bir Truva asteroidinin yanından uçarken veri alıyoruz” dedi. Lucy’nin bilim aletleri, uzay aracına bağlı hareketli bir işaretleme platformuna monte edilmiştir. İzleme kameraları, uzay aracının konumundan bağımsız olarak bilim araçlarını hedefe kilitli tutan yerleşik bilgisayarlara görüntüler besler. Lucy, bazıları diğerlerinden daha hızlı dönen her bir asteroitin tam dönüşü için veri toplayacaktır.

Sonda, Lucy iskeletinin keşfinden sonra 52246 Donaldjohanson adlı Mars ve Jüpiter arasındaki bir asteroid olan ilk hedefe 2025’te ulaşacak. Bu bir Truva atı değil ve daha çok görev için bir prova uçuşu gibi. Gözlem kampanyaları sırasında bilim adamları, Donaldjohanson’un büyük olasılıkla sadece 100 milyon yaşında olduğunu keşfettiler, bu da onu güneş sistemindeki en genç nesnelerden biri ve başlı başına bir keşif hedefi haline getirdi.

İki yıl sonra, uzay aracı, aynı zamanda küçük bir ayı olan Queta’ya sahip olan ilk Truva asteroidi 3548 Eurybates’in yanından uçacak. Eurybates, bir zamanlar yok edilmiş başka bir asteroidin parçasıydı. Böyle bir köken onun ayını da açıklayabilir. İkinci hedef, 15094 Polymele, Lucy için ay dışı hedeflerin en küçüğüdür. Gezegen bilimciler, yüzey özelliklerine ve yoğunluğuna yakından bakıyor olacaklar. Genel olarak, güneşe daha yakın oluşan nesneler, daha uzakta oluşan nesnelerden daha yoğundur.

Uzay aracı daha sonra, günü yaklaşık 400 saat süren “yavaş bir rotatör” olan asteroit 11351 Leucus tarafından uçacak. Şekli özellikle ilgi çekicidir. Lucy’nin yörüngesinin ilk döngüsünün son asteroidi 21900 Orus’tur. Bilim adamları, arazisi ile Eurybates arasındaki farklarla ilgileniyorlar.

2028’de Lucy, karşı Truva sürüsünü ziyaret etmek için güneş sisteminin bir tarafından diğer tarafına taramaya başlayacak. Hız kazanmak için Dünya’yı geçtikten sonra, uzay aracı 2033’te ortak bir kütle merkezi etrafında dönen ikili asteroitler olan 617 Patroclus ve Menoetius’a uçacak. Bunlar bilinen en büyük Truva cesetleri arasındadır ve bilim adamları, eşleşmelerinin, bu tür ikili dosyaların daha yaygın olduğu güneş sisteminden geldiklerinin bir işareti olup olmadığını bilmek istiyorlar.

Planlanan bu son karşılaşmadan sonra, görev NASA tarafından daha küçük cisimleri incelemek üzere genişletilebilir. Ama görev 2030’larda sona erse bile, başka bir eylem olabilir: Lucy, Jovian Lagrange noktalarında süzülmeye devam edecek ve Dünya’nın etrafında bir oraya bir buraya, bir oraya bir buraya sallanacak. Bu nedenle, ajans Lucy’ye şiir, alıntılar ve şarkı sözlerinden oluşan bir “zaman kapsülü” yerleştirdi. 21. yüzyılın tarih öncesi çağlarında olduğu gibi.

Lucy, Truva atlarının güneşten farklı uzaklıklarda farklı yerlerde oluştuklarını ve daha sonra mevcut yörüngelerine sürüklendiklerini gösteren verileri döndürürse, bu Nice modelini destekleyen önemli kanıtlar olacaktır.

Öte yandan, Lucy’nin ana görevi tamamlandığında ve tüm veriler geri döndüğünde, güneş sisteminin nasıl evrimleştiğine dair tamamen beklenmedik bir şey ortaya çıkmış olabilir. Bu, misyon liderinin iyi bir şey olacağını söylüyor.

“Umudum,” dedi Dr. Levison, “kendi çalışmalarım da dahil olmak üzere mevcut güneş sistemi oluşum modellerine bakmak ve “Hayır, bunların hepsi yanlış” demek olacak. O kadar basit değildi ve yeniden başlamalıyız. ‘”