更新:美国国家航空航天局(NASA)对微小金属世界和木星特洛伊木马进行了任务

美国宇航局正在深入探索太阳系的起源,选择两个行星任务来探测神秘的小行星。 该机构已经选择了Lucy,它将访问木星的特洛伊木马小行星,以及Psyche,它将围绕一颗大型金属小行星运行,用于下一次发现任务,即其低成本的行星科学任务线。

定于2021年发射的露西将利用一个独特的轨道时刻飞过木星的六颗小行星,这颗小行星位于气体巨人轨道之前和之后,这是一个以前未被航天器探测过的地区。 Psyche将于2023年发射,它将围绕一颗同名的稀有铁镍小行星运行,据信这是一颗古代星子的剥离裸核心,并将测试这些物体是否已经足够热以形成熔化的旋转核心。

“Lucy和Psyche将把我们带到人类以前从未探索过的独特世界,”华盛顿特区NASA科学任务理事会助理行政官Thomas Zurbuchen说道。“有了这个,NASA将继续保持其第一的遗产。”

木星特洛伊木马一直是美国宇航局的探索目标。 但是,露西的首席研究员,科罗拉多州博尔德市西南研究所的行星科学家Harold Levison从他的理论工作中得出了这个项目。 十年前,他帮助设计了一个太阳系形成的领先模型,该模型在其优点中产生了像木星特洛伊木马这样的轨道物体。 他说,这些是行星形成的化石。 “如果我们要解决那里发生的事情,特洛伊人就是值得一看的地方。”

露西将进行一次盛大的巡回演出,用红外光谱仪检查目标,并在冥王星探险家New Horizo​​ns上发现新版黑白和彩色摄像机。 在主带上经过一颗小行星后,在一年半的时间里,它会飞过四颗木星特洛伊木马。 然后,5年后,它将通过一个罕见的二元小行星系统在一个高度倾斜于木星轨道平面的轨道上。 这是一个复杂的轨迹,只有在2021年推出时才有可能,这可能有助于它的选择。 “在过去的30年里,我一直在天体力学神的脚下进行崇拜,”莱维森说,“他们还在向我们付钱。”

关于露西的目标知之甚少。 团队知道他们的颜色,他们从中推断出构图和一些反射性。 从这些有限的信息来看,很明显它们的类型多种多样,而且木星的形成并不是同质的剩余物。 Levison说,它们可能是从它们目前的轨道起源得更远,并且在重新配置行星期间找到了通往木星的路。 Levison补充道,最有趣的目标是二元对Patroclus和Menoetius。 二进制在太阳系的大部分地区都很罕见,但在海王星以外的柯伊伯带中很常见,远离行星的引力。 这可能表明两人几乎是那个早期时代的原始剩菜。

与此同时,Psyche的起源于Lindy Elkins-Tanton,该项目的首席研究员和位于坦佩的亚利桑那州立大学的行星科学家。 Elkins-Tanton与几位同事一起发现了陨石中残留的磁场,这些磁场可能与古代的星子,即行星的基石有关。 人们认为这种磁性来自于完全成熟的行星的旋转熔化核心,而不是更冷,更小的原行星。 但他们推测,铝的放射性同位素可能已经足够丰富,可以从内到外加热微粒,形成熔化的核心。

这是有争议的。 在他们提出这个想法的第一次会议上,2011年,“他们在麦克风前排了三个,甚至在我开始谈话之前反驳了我,”Elkins-Tanton说。 但它逐渐流行起来,然后喷气推进实验室打电话,建议测试他们的假设的任务。

他们以16 Psyche为目标定居。 它的直径为210公里,是小行星带中已知最大的成员之一,被认为主要是铁和镍的成分,类似于地球的核心。 他们怀疑它曾经是曾经可能接近火星大小的星子的熔化核心。 去年年底,美国宇航局红外望远镜设施的观测结果也发现了Psyche表面看起来像水或羟基的迹象,这可能使它成为未来人类探索的一个有前途的资源丰富的仓库。

在2023年10月发射之后,Psyche将在2030年达到其目标。在轨道运行时,它将使用磁力计搜寻剩余磁场的迹象,这可能曾经是地球的一半强度。 “太空中有一块冰箱磁铁,”Elkins-Tanton说。 它还将使用伽马射线和中子光谱仪来研究小行星发出的辐射,以判断其金属成分。 Elkins-Tanton补充说,这不是经典意义上的小行星任务。 “我们想要了解一个星球的内部。这恰好发生在这个星球被归类为小行星。”

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露西的任务将访问六颗特洛伊木马,这些小行星位于木星轨道之前和之后。

NASA / JPL-加州理工学院

近年来,美国宇航局支持许多小型机构的任务,但它的胃口并未减弱。 马里兰大学帕克分校的天文学家Michael A'Hearn说,露西和普赛克是不同的,但却是有价值的任务。 “灵魂很重要,因为它会告诉我们太阳系中物体的演化,而露西则告诉我们更多关于特洛伊木马起源的信息。” 他补充说,许多科学家怀疑木星小行星的成分与彗星相似。

每个成本最高为4.5亿美元,这些提案是从五个最终候选人中选出的,所有候选人都集中在金星或小太阳系体上。 经过2015年的初步淘汰后,这些团队获得了300万美元用于充实他们的提案。 在假期等待数周之后,候选人在今天最后宣布前几小时才得知他们的选择。

该机构还宣布,它将再延长一年的资金用于近地物体相机(NEOCam),其中一个决赛入围者,尽管其计划之外并未立即明确。 “这项任务对该机构来说是一项重要的能力,”美国宇航局华盛顿特区行星科学部主任吉姆格林说

最后五位候选人是:

  • 露西和普赛克;
  • NEOCam,一种太空望远镜,可以发现和研究比现在更多的地球威胁小行星和彗星的10倍;
  • DAVINCI(贵气,化学和成像的深层大气金星研究),探测器将进入金星的大气层63分钟并研究其化学和同位素组成;
  • VERITAS(维纳斯发射率,无线电科学,InSAR,地形和光谱学),一种维纳斯轨道飞行器,可以用高分辨率的雷达对地球进行测绘,寻找活跃的火山活动。

这一消息是对专注于维纳斯的行星科学家的一次特别谴责。 多年来,这些研究人员一直对美国宇航局拒绝返回这个星球感到沮丧,而这个星球在20世纪90年代初直接瞄准了这个星球。 在本十年早些时候未能在之前的发现回合中赢得选择之后,科学家们努力澄清他们的科学问题并需要测量。 通过在最后五名候选人中选择两个维纳斯任务,美国宇航局似乎表明他们在一起的成功。

许多行星科学家也对NEOCam任务保持警惕。 美国国家航空航天局面临国会授权,要求到2020年识别90%的中型近地天体。尽管NEOCam将提供有价值的科学研究,但科学家们担心这将使发现时段远离更值得工作的恐惧 - 最终没有根据。 但绕过NEOCam意味着NASA不太可能履行其国会义务,除非国会最终决定单独为该任务提供资金。

曾经承诺发射类似于NEOCam的私人小行星望远镜的B612基金会已经放弃了它的计划。 耗资6.5亿美元的大型天气测量望远镜(LSST)目前正在智利建造,得到美国国家科学基金会和能源部的支持,它将识别许多近地小行星,因为它在开始运营后每隔3晚就会对整个天空进行一次调查。但是模拟显示LSST本身不太可能达到90%的门槛。 根据上个月底发布的白宫战略备忘录,最好的策略可能是将太空望远镜与LSST结合起来。

20年来,美国宇航局的探索计划一直支持低成本的行星任务,其目标是每2到3年发射一次新的探测器。 然而,自上次发射以来已经过去了5年,最近的选择,即对火星的InSight探测,一直受到延迟的困扰,其发射回落到2018年。美国宇航局的目标是在本轮选择两个发现任务尽管有人担心联邦预算的不确定性是否会允许,但它仍能按时恢复。 格林说,任务应该每隔32到36个月开始。 “该计划现在又回来了,现在很健康。”