เป็นปีใหม่พร้อมความท้าทายใหม่และโอกาสใหม่! และนาซ่าที่กำลังมองหาที่จะเตะออกได้ประกาศสองภารกิจใหม่ที่จะเปิดตัวในทศวรรษหน้า ภารกิจหุ่นยนต์เหล่านี้มีชื่อว่า Lucy และ Psyche มีวัตถุประสงค์เพื่อช่วยให้เราเข้าใจประวัติศาสตร์ของระบบสุริยะยุคแรกและจะเริ่มใช้งานในปี 2021 และ 2023 ตามลำดับ
ในขณะที่ภารกิจของ Lucy คือการสำรวจหนึ่งในดาวเคราะห์น้อยโทรจันของจูปิเตอร์ Psyche จะสำรวจดาวเคราะห์น้อยโลหะที่รู้จักกันในชื่อ 16 Psyche และระหว่างพวกเขาทั้งสองหวังว่าพวกเขาจะตอบคำถามที่ยั่งยืนเกี่ยวกับการก่อตัวของดาวเคราะห์และวิธีที่ระบบสุริยะมาถึง ยิ่งไปกว่านั้นภารกิจเหล่านี้เป็นตัวแทนแห่งแรกของประวัติศาสตร์สำหรับการสำรวจอวกาศของนาซ่าและมนุษย์
โปรแกรมค้นพบของ NASA ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ Lucy และ Psyche ถูกสร้างขึ้นในปี 1992 เพื่อชมเชยโปรแกรม "เรือธง" ขนาดใหญ่ของพวกเขา โดยการนำนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรมารวมกันเพื่อออกแบบภารกิจจุดมุ่งหมายของโครงการ Discovery คือการเพิ่มการวิจัยทางวิทยาศาสตร์โดยการสร้างภารกิจขนาดเล็กจำนวนมากที่มีระยะเวลาการพัฒนาสั้นลงและใช้ทรัพยากรน้อยลง
ภารกิจ Lucy มีกำหนดจะเปิดตัวในเดือนตุลาคมปี 2021 และคาดว่าจะมาถึงจุดหมายแรก (ดาวเคราะห์น้อยแถบหลัก) ในปี 2568 จากนั้นจะกำหนดเส้นทางสำหรับโทรจันของดาวพฤหัสบดีกลุ่มดาวเคราะห์น้อยที่ถูกดักจับด้วยแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีและ แบ่งปันวงโคจรของมัน ดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้เชื่อว่าเป็นวัตถุของระบบสุริยะยุคแรก และระหว่างปี 2570 ถึง 2576 ลูซี่จะศึกษาหกวิชา
นอกจากจะเป็นภารกิจแรกในการสำรวจประชากรโทรจันของดาวพฤหัสบดีแล้วลูซี่ยังมีความสำคัญทางประวัติศาสตร์เนื่องจากมีจำนวนดาวเคราะห์น้อยที่มันจะเข้าชม ตลอดระยะเวลาการปฏิบัติภารกิจจะทำการตรวจสอบโทรจันหกตัวซึ่งเป็นจำนวนดาวเคราะห์น้อยแถบหลักทั้งหมดที่ได้รับการศึกษามาจนถึงปัจจุบัน ธรรมชาติของดาวเคราะห์น้อยทั้งหกนี้คาดว่าจะบอกเราได้มากเกี่ยวกับประวัติต้นของระบบสุริยะ
ในฐานะที่เป็น Harold F. Levison - ผู้วิจัยหลักของภารกิจ Lucy จาก Southwest Research Institute (SwRI) ใน Boulder, Colorado - อธิบายในระหว่างการบรรยายสรุปของ NASA:
“ หนึ่งในแง่มุมที่น่าประหลาดใจของประชากรกลุ่มนี้คือความหลากหลาย ถ้าเราดูพวกมันผ่านกล้องโทรทรรศน์บนโลกเราจะเห็นว่าพวกมันแตกต่างจากสีของพวกมันในสเปกตรัมของพวกมัน ดังนั้นเราเชื่อว่ากำลังบอกเราบางอย่างเกี่ยวกับวิธีที่ระบบสุริยะก่อตัวและวิวัฒนาการ ... เราเชื่อว่าความหลากหลายในวัตถุเหล่านี้เกิดจากความจริงที่ว่าพวกมันก่อตัวขึ้นในพื้นที่ต่าง ๆ ของระบบสุริยะที่มีลักษณะทางกายภาพแตกต่างกันมาก . และบางสิ่งบางอย่างเกิดขึ้นในประวัติศาสตร์ของระบบสุริยะที่วัตถุเหล่านี้เริ่มต้นในระยะทางที่แตกต่างกันมาก แต่ในระหว่างการก่อตัวและวิวัฒนาการของระบบสุริยะพวกมันเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ และวางในอ่างเก็บน้ำที่มีความเสถียรเหล่านี้ใกล้กับวงโคจรของดาวพฤหัสบดี”
โทรจันทั้งหกที่ Lucy ตั้งใจทำการตรวจสอบนั้นถูกเลือกเนื่องจากความหลากหลายของลักษณะทางกายภาพของพวกมันแสดงให้เห็นว่าพวกมันมาจากสถานที่ต่างกันทั่วระบบสุริยะ ดังที่ Levison กล่าวไว้“ ร่างเล็ก ๆ เหล่านี้เป็นฟอสซิลของการก่อตัวดาวเคราะห์และนั่นคือสาเหตุที่เราตั้งชื่อลูซีตามบรรพบุรุษของมนุษย์ที่รู้จักกันในนามลูซี”
นอกจากนี้ Lucy จะสร้างความสำเร็จของภารกิจเช่น New Horizons และ OSIRIS-REx ซึ่งรวมถึงการใช้เครื่องมือรุ่นล่าสุดที่ใช้ในการสำรวจพลูโต, Kuiper Belt และดาวเคราะห์น้อย Bennu -i.e เครื่องมือ RALPH และ LORRI และเครื่องมือ OTES นอกจากนี้สมาชิกหลายคนของ New Horizo ns และทีมวิทยาศาสตร์ OSIRIS-REx จะให้ยืมความเชี่ยวชาญของพวกเขาเพื่อภารกิจลูซี่
ในทำนองเดียวกันภารกิจของจิตใจจะมีคุณค่าทางวิทยาศาสตร์อันยิ่งใหญ่เนื่องจากมันจะไปเยี่ยมชมดาวเคราะห์น้อยโลหะดวงเดียวที่มีอยู่จริง ดาวเคราะห์น้อยนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 210 กม. (130 ไมล์) และเชื่อว่าประกอบด้วยเหล็กและนิกเกิลทั้งหมด ในแง่นี้มันก็คล้ายกับแกนโลหะของโลกเช่นเดียวกับแกนของดาวเคราะห์โลกทุกดวงในระบบสุริยะ
ด้วยเหตุผลนี้ทำไมนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามันอาจเป็นแกนกลางของดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวอังคาร ตามทฤษฎีนี้ 16 Psyche พบการชนครั้งใหญ่หลายครั้งในช่วงแรก ๆ ของระบบสุริยะซึ่งทำให้มันสามารถแยกชั้นหินได้ โพรบหุ่นยนต์จะเปิดตัวในปี 2566 และคาดว่าจะมาถึงภายในปี 2573 - หลังจากได้รับการช่วยเหลือจากแรงโน้มถ่วงของโลกในปี 2567 และดาวอังคารบินผ่านในปี 2568
ด้วยการวัดองค์ประกอบสนามแม่เหล็กและการทำแผนที่พื้นผิวของมันทีมวิทยาศาสตร์ของ Lucy หวังที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับประวัติความเป็นมาของการก่อตัวของดาวเคราะห์ ในฐานะที่เป็น Lindy Elkins-Tanton ผู้วิจัยหลักของ Psyche และผู้อำนวยการโรงเรียนการสำรวจโลกและอวกาศที่ Arizona State University กล่าวระหว่างการบรรยายสรุปของ NASA:
“ มนุษยชาติได้ไปเยือนโลกที่เต็มไปด้วยหินและโลกที่เป็นน้ำแข็งและโลกที่ทำจากก๊าซ แต่เราไม่เคยเห็นโลกที่เป็นโลหะ Psyche ไม่เคยเยี่ยมชมหรือมีภาพที่ถ่ายได้มากกว่าจุดแสง ดังนั้นรูปร่างของมันจึงยังคงเป็นปริศนา ภารกิจนี้จะเป็นการสำรวจและค้นพบที่แท้จริง เราคิดว่า Psyche เป็นแกนโลหะของดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่ถูกทำลายในพลังงานสูงความเร็วสูงครั้งแรกหนึ่งร้อยอายุของระบบสุริยะของเรา โดยการเยี่ยมชม Psyche เราสามารถเยี่ยมชมแกนกลางดาวเคราะห์ได้อย่างเดียวที่มนุษยชาติทำได้… Psyche ให้เราเยี่ยมชมพื้นที่ภายในโดยไปที่อวกาศรอบนอก”
แกนกลางดาวเคราะห์ไม่เพียง แต่คิดว่าเป็นที่ที่สนามแม่เหล็กเกิดขึ้น (ซึ่งจำเป็นสำหรับการเกิดขึ้นของชีวิต) แต่พวกมันไม่สามารถเข้าถึงเราได้อย่างสิ้นเชิง ขอบนอกสุดของโลกอยู่ที่ประมาณ 2,890 กม. (1790 ไมล์) จากพื้นผิวโลกของเรา แต่มนุษยชาติที่ลึกที่สุดที่เคยขุดได้ลึกถึง 12 กม. (7.5 ไมล์) ซึ่งเกิดขึ้นที่ Kola Superdeep Borehole ในรัสเซีย
นอกจากนี้ภายในแกนกลางของโลกอุณหภูมิและความดันประมาณว่าจะถึง 5700 K (5400 ° C; 9752 ° F) และ 330 ถึง 360 gigapascals (มากกว่าความดันอากาศปกติมากกว่าสามล้านเท่า) สิ่งนี้ทำให้การสำรวจแกนกลางของดาวเคราะห์ของเรา (หรือดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ในระบบสุริยะสำหรับเรื่องนั้น) เป็นไปไม่ได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้นทำไมภารกิจหุ่นยนต์ไปสู่โลกอย่าง Pysche จึงเป็นโอกาสเช่นนั้น
และเนื่องจาก Psyche เป็นเพียงโลหะตัวกลมที่มีอยู่ในระบบสุริยะดาวเคราะห์น้อยจึงมีความเป็นไปได้ที่มันจะไม่เหมือนกัน และเนื่องจากไม่มีภารกิจใดเกิดขึ้นเพื่อสำรวจพื้นผิวของมันและไม่มีภาพใดที่สามารถบอกเราได้ว่าลักษณะพื้นผิวของมันจะเป็นอย่างไรภารกิจของ Psyche จึงมั่นใจได้ว่าจะให้แสงสว่างที่รุนแรงในโลกที่เป็นโลหะ
“ เราคิดว่ามันอาจมีลักษณะเป็นอย่างไร” Tanton ถาม “ มันมีลาวากำมะถันผิวไหลอยู่บนพื้นผิวหรือไม่? มันถูกปกคลุมไปด้วยหน้าผาสูงตระหง่านที่สร้างขึ้นเมื่อเสริมความแข็งแรงของโลหะและด้านนอกของตัวถังแตกหรือไม่? พื้นผิวของมันเป็นการรวมกันของโลหะเหล็กและคริสตัลแร่สีเขียวเหมือนอุกกาบาตเหล็กหรือไม่ และใบหน้าของโลหะกระทบมีอะไรบ้าง? ขอบของมันหรือแสงแฟลชของโลหะอาจกลายเป็นน้ำแข็งในพื้นที่เย็นก่อนที่มันจะตกลงบนพื้นผิว เราไม่รู้ "
Jim Green ผู้อำนวยการฝ่ายวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ของนาซาแสดงความกระตือรือร้นต่อภารกิจ Discovery 13 และ 14 ในการแถลงข่าวล่าสุดของ NASA:
“ เหล่านี้เป็นภารกิจที่แท้จริงของการค้นพบซึ่งรวมเข้ากับกลยุทธ์ที่ใหญ่กว่าของนาซ่าในการตรวจสอบว่าระบบสุริยะก่อตัวและพัฒนาอย่างไร เราได้สำรวจดาวเคราะห์ภาคพื้นดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์และกลุ่มวัตถุอื่น ๆ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ลูซี่จะสังเกตเห็นเศษซากดั้งเดิมจากระยะไกลออกไปในระบบสุริยะในขณะที่ Psyche จะสังเกตการตกแต่งภายในของดาวเคราะห์ ปริศนาเพิ่มเติมเหล่านี้จะช่วยให้เราเข้าใจว่าดวงอาทิตย์และครอบครัวของดาวเคราะห์ก่อตัวเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไปและกลายเป็นสถานที่ที่ชีวิตสามารถพัฒนาและยั่งยืน - และอนาคตจะเป็นอย่างไร”
Lucy และ Psyche ได้รับการคัดเลือกจากห้าผู้ผ่านเข้ารอบสุดท้ายที่ได้รับเลือกเพื่อการพัฒนาต่อไปในเดือนกันยายน 2558 สิ่งเหล่านี้ได้รับเลือกจาก 27 แนวความคิดภารกิจที่ส่งมาในเดือนพฤศจิกายน 2557 ตัวอย่างของภารกิจ Discovery ในอดีตและปัจจุบัน ได้แก่ ยานสำรวจอวกาศเคปเลอร์ ยานอวกาศ Dawn, Mars Pathfinder และ InSight lander (ซึ่งมีกำหนดจะเปิดตัวในปี 2561)
