توسط لوسی باستان شناس روباتیک ناسا راه اندازی شد. چرا شروع کاوشگر جدید سیارک مهم است؟ – زومیتی

ناسا روز شنبه در ساعت 13:04 به وقت ایران کشف جدیدی را بر روی موشک Las Talus 5 در گروهی از سیارک ها در مدار مشتری انجام داد. این سنگ های بین ستاره ای به سیارک های تروا معروف هستند و آخرین سیارک های کشف نشده در منظومه شمسی هستند. ناسا یک باستان شناس روباتیک به نام لوسی است که سعی خواهد کرد به سوالات مهمی در مورد منشا منظومه شمسی ، چگونگی حرکت سیارات در مدار فعلی خود و چگونگی تکامل حیات بر روی زمین پاسخ دهد.

نیویورک تایمز گزارش می دهد ، بیل نلسونمدیر ناسا در مورد ماموریت جدید گفت: “ما برای مطالعه سیارک ها به اندازه کافی پیش نرفته ایم.” با تکمیل این مأموریت ، می توانیم خود و پیشرفت خود را در ایجاد منظومه شمسی بهتر درک کنیم. “

پس از یک سفر فضایی شش ساله ، لوسی تا سال 2033 در نزدیکی هفت سیارک تروا پرواز می کند و در برخی از تصاویر گرافیکی به دور خورشید در مدارهای پیچیده مانند پیست مسابقه فرمول یک می چرخد.

این فضاپیما زمین شناسی ، ترکیب شیمیایی ، چگالی و ترکیب تروجان ها را مورد مطالعه قرار می دهد. این سیارک ها اجسامی کوچک و گیر کرده در نقاط ثابت در مدار مشتری به دور خورشید هستند که در مدار خود در مقابل یا پشت سیاره خود ثابت شده اند.

کتی اولکینلوسی ، محقق ارشد این مأموریت می گوید: “همیشه برای اولین بار رفتن به جایی سرگرم کننده است.” هر بار که این کار را انجام می دهیم ، بیشتر و بیشتر با منظومه شمسی و منطقه ای که در آن زندگی می کنیم می آموزیم. “

بشر طیف گسترده ای از اجرام کوچک سنگی را در منظومه شمسی کشف کرده است. مأموریت نیر بر روی کمربند سیارکی داخلی اروس فرود آمد. این مبلغ به دور سرس و وستا ، دو شیء بزرگ در کمربند بین مریخ و مشتری ، گردش کرد. مأموریت هایاباسا و آسیریس رکس ناسا با نزدیکترین سیارک های زمین ملاقات کردند و مأموریت New Horizons با اراکوت (Ultima Toli) ، یک شیء دور در کمربند کویپر منظومه شمسی ملاقات کرد.

با این حال ، تروجان نزدیک مشتری هنوز مورد بررسی قرار نگرفته است. دانشمندان حدود ده هزار چنین جنایتی را کشف کرده اند. هنگامی که اولین سیارک در نوع خود بیش از یک قرن پیش مشاهده شد ، ستاره شناسان از نام قهرمانان ایلیاد هومر در نام آنها استفاده کردند. نتیجه یک توصیف کلی از جنگ تروا بود.

مأموریت لوسی از اسکلت 2.3 میلیون ساله یک گونه انسانی که در سال 1974 پیدا شد ، نامگذاری شده است. فسیل ها اسرار تکامل انسان را فاش می کنند و تیم ناسا امیدوار است که Lucy Robotics اسرار تکامل منظومه شمسی را نیز به همین ترتیب فاش کند. تام استاتلردانشمندان برنامه لوسی ناسا این ماموریت را “باستان شناسی سیاره ای” توصیف کرده و آن را با مطالعه اهرام مصر مقایسه می کنند.

تاتلر می گوید: “اگر می خواهید نحوه ساخت هرم را بفهمید ، می توانید آن را از بیرون ببینید.” شما می توانید آنها را در هر جهتی بالا ببرید. با این حال ، انجام این کار چندان به نحوه ایجاد آنها پاسخ نمی دهد. اما اگر یک محل ساختمانی متروک را در کنار هرم پیدا کرده و حفر کنید ، ابزارهای مورد استفاده برای ساخت آن ، بلوک های باقی مانده ، اشیاء شکسته و شکل اما استفاده نشده را پیدا خواهید کرد ، و سپس داخل هرم و چگونگی آن را می شناسید. ساخته شده. تاتلر ادامه داد: “ما این کار را با سیارک ها انجام می دهیم.” “ما به دنبال بقایای یک محل ساخت و ساز هستیم.”

ایجاد مأموریت لوسی ضروری بود. طرحی که دانشمندان سی سال پیش برای ایجاد سیارات طراحی کردند بسیار سیستماتیک تر از امروز بود. یک ستاره در مرکز دیسک چرخان از اشرام قبلی شکل می گیرد. به تدریج ، این ماده فشرده شد و هشت سیاره (از جمله پلوتو) را در مدار ساده تشکیل داد.

فقط، هال لویسون، اخترشناسان و نظریه پردازان همکار در تلاش برای شبیه سازی شکل گیری منظومه شمسی بارها و بارها خود را با مشکل مواجه کرده اند: ایجاد اورانوس و نپتون در مدار فعلی آنها عملاً غیرممکن بود. برای توضیح خلقت این جهان معروف به هیولای یخ ، محقق ارشد فعلی ماموریت لوسی ، دکتر. لویسون و همکارانش مدل خوبیه (برگرفته از نام شهری در فرانسه) از تکامل منظومه شمسی.

^{هال لویسون ، نفر دوم در سمت راست ، محقق ارشد در مأموریت لوسی در سال 2018.}

در مدل نیس آمده است که سیاره های غول پیکر نسبت به مدارهای فعلی خود به خورشید نزدیکتر شکل گرفته اند و مدارهای مشتری و زحل ناپایدارتر و منظم تر در منظومه شمسی هستند. در این فرایند ، با حرکت سیاره های غول پیکر ، اورانوس و نپتون خارج شدند و اجسام کوچک منظومه شمسی را خرد کردند. برخی از دنباله دارها و سیارک ها در اعماق محیط بیرونی منظومه شمسی ما رها شده اند و اجسام دیگر با خروج از مدار کیهانی در کهکشان سقوط کرده اند.

خوشه کوچکی از سیارک های سقوط کرده در دو نقطه دائمی مشتری گیر کرده بود. این نقاط مناطق بین ستاره ای هستند که در آنها اثرات گرانشی و مداری سیارات و خورشید خنثی می شود. این قسمت ها قبل و بعد از مشتری در اتاق هستند. اجرام این مکان سیارک های تروا هستند.

امروزه ، مدل نیس نظریه اصلی برای توضیح چگونگی تغییر جرم گرد و غبار و گاز در سیستم سیارات در حال گردش به دور خورشید در حدود 6.4 میلیارد سال پیش است. علاوه بر این ، مشاهدات تلسکوپی سیارات فراخورشیدی منجر به ارزیابی مجدد علمی جامعی از چگونگی شکل گیری منظومه های ستاره ای با خودشان شد. در اطراف برخی از ستارگان دور ، سیارات غول پیکر کمتر از فاصله بین عطارد و خورشید می چرخند.

دکتر. لوئیسون معتقد بود که ایده های علوم سیاره ای در مورد شکل گیری سیارات از داده های موجود برای او بیشتر است. بهترین راه برای محدود کردن متغیرها در مدل نیس ، توضیح منشاء تروجان است. او می گوید: “یکی از چیزهای شگفت انگیز در مورد اشیاء تروجان این است که از نظر فیزیکی بسیار متفاوت هستند.” اما آنها مساحت بسیار کمی از فضا را پوشش می دهند. “این تنوع در این منطقه کوچک به ما نکته بسیار مهمی در مورد تکامل اولیه منظومه شمسی می گوید.”

برای درک اسرار نهفته در مدار تروا ، دکتر لویسون مجبور شد ناسا را ​​متقاعد کند که یک فضاپیما برای مطالعه آنها بسازد. نتیجه لوسی شد. این فضاپیما در سال 2014 توسط برنامه اکتشاف ناسا برای پرواز انتخاب شد ، که در آن دانشمندان برای ماموریت های پیشنهادی کوچکتر رقابت می کنند.

مطالعه تصاویر دوربین بخش مهمی از کار علمی تیم لوسی خواهد بود. با شمارش تعداد گودالهای مشاهده شده در هر سیارک ، سن سطح جرم مشخص می شود. (اجسامی که سطح قدیمی را تحت تأثیر قرار می دهند ، بیشتر مورد اصابت قرار می گیرند و بنابراین بیشتر باز می شوند.) دانشمندان همچنین تصویر برگشتی را برای مطالعه توزیع رنگ در سطح سیارک ها تجزیه و تحلیل می کنند تا دریابند سنگ ها از چه چیزی ساخته شده اند. آنها با کمک اندازه گیری های حرارتی می توانند ساختار و ترکیب سیارک ها را شناسایی کنند. دانشمندان از طیف سنجی مادون قرمز برای اندازه گیری مواد معدنی ، یخ و مولکول های آلی استفاده خواهند کرد.

ناسا به یافتن مواد آلی باستانی روی سیارک ها علاقه مند است. از آنجا که میلیاردها سال پیش ، آنها می توانستند عناصر شیمیایی مورد نیاز برای زندگی را روی زمین قرار دهند.

^{راست: پرتره مشتری. سمت چپ: سیارک تلسکوپ فضایی هابل Urabitus 3548 و Quetta ، ماه آن با یک دایره سبز مشخص شده است. این سیارک یکی از اجرامی است که لوسی با آن برخورد می کند.}

اگرچه تروجانها یک مدار معمولی با مشتری دارند ، لوسی با این سیاره ملاقات نمی کند. قبل از پرتاب فضاپیما از زمین ، نزدیک تر از بازدید از تروجان به مشتری خواهد بود.

لوسی در طول مبارزات انتخاباتی 12 ساله خود توسط دو پنل خورشیدی غول پیکر حمایت خواهد شد. هنگام پرتاب شدن صفحات تا می شوند و به آرامی مانند فن های تاشو باز می شوند. یک قطار هوایی مانند لوسی با فضاپیمای خورشیدی طولانی ترین مسافت را طی خواهد کرد. لوسی با بیشترین سرعت 6.9 کیلومتر بر ثانیه حرکت می کند.

این فضاپیما با گردش به دور خورشید ، از گرانش زمین برای دریافت نیروی محرکه رایگان برای رسیدن به مدار مشتری در نقطه ای به نام لاگرانژ 4 استفاده می کند. جاذبه به دور خورشید و زمین می چرخد. گرانش زمین این فضاپیما را دوباره به بیرون پرتاب می کند ، این بار در نقطه لاگرانژی 5 ، و با تکرار این روند به عقب باز می گردد. مسیر لوسی با موقعیت سیارات و وسایل گرانش هدایت می شود. این بدان معناست که اگر فضاپیما توسط هیچ عنصری متوقف نشود ، روند مداری صدها هزار سال ، شاید میلیون ها سال ادامه خواهد یافت.

لوسی رویای هر تروجان را در ارتفاع 965 کیلومتری یا کمتر از سطح جرم در سر می پروراند. بسته به وضعیت سلامتی لوسی ، ناسا ممکن است سیارک های آینده و دیگر اجسام را برای تجزیه و تحلیل پس از پرواز نهایی هدف قرار دهد. “ما با عبور هر تروجان از طریق این سیارک اطلاعات جمع آوری می کنیم.” به نام اولکین ابزارهای علمی لوسی بر روی سکوی هدف متحرک متصل به فضاپیما نصب شده است. دوربین های کارآگاهی تصاویری را به رایانه های فضاپیما می رسانند که تجهیزات علمی را بدون در نظر گرفتن موقعیت لوسی روی هدف قفل می کند.

این کاوشگر در سال 2025 به اولین هدف خود می رسد. این جرم یک سیارک بین مریخ و مشتری است ، به نام لوسی کاوشگر فسیلی دونالد جانسون 52246. این سیارک یک تروجان نیست و ملاقات با آن مانند یک پرواز آزمایشی برای یک اعزام است. در طول ماموریت رصد ، دانشمندان دریافتند که دونالد جانسون احتمالاً تنها صد میلیون سال سن دارد و یکی از جوانترین اجرام منظومه شمسی است. بنابراین ، کاوش یک هدف ارزشمند است.

دو سال بعد ، این فضاپیما در کنار اولین سیارک تروا ، اورابیتز 3548 و ماه کوچک کویته پرواز می کند. اورابیتس زمانی بخشی از یک سیارک منقرض شده دیگر بود. چنین منبعی همچنین می تواند نحوه پیدایش ماه را توضیح دهد. هدف دوم که Polymel 15094 نام دارد ، کوچکترین هدف غیر قمری لوسی است. دانشمندان سیاره ای چگالی و ویژگی های سطحی سیارک ها را با جزئیات مطالعه خواهند کرد. به طور کلی ، اجسام تشکیل شده در نزدیکی خورشید چگالی بیشتری نسبت به اجسام دورتر دارند.

^{کارکنان مرکز عملیات فضایی Astrotech در تیتسویل فلوریدا ، لوسی را برای مأموریت 12 ساله خود آماده می کنند.}

پس از آن لوکاس 11351 دنبال می شود. این یک “چرخش آهسته” است که حدود 400 ساعت در روز طول می کشد. شکل محل مورد علاقه خاصی است. آخرین سیارک در اولین چرخه مداری لوسی Eros 21900 نام دارد. دانشمندان به تفاوت سطح این سیارک با سطح اورابیتوس علاقه دارند.

در سال 2028 ، لوسی سفر خود را برای ملاقات با گروه تروجان در یک طرف منظومه شمسی آغاز می کند. این فضاپیما پس از گذر از نزدیک شدن به زمین و شتاب گرفتن ، در سال 2033 پاتروکلوس و مانوئتیوس را پرواز می دهد ، یک سیارک دوگانه که به دور مرکز مشترک جرم می چرخد. این دو سیارک در میان بزرگترین اجسام تروا شناخته شده هستند و دانشمندان می خواهند بدانند که آیا به نظر می رسد جفت آنها از فاصله ای دور در منظومه شمسی آمده است.

پس از آخرین سفر برنامه ریزی شده ، ناسا ممکن است ماموریت خود را برای مطالعه اجسام کوچکتر گسترش دهد. اما این ماموریت در دهه 2030 به پایان نمی رسد. لوسی به پرواز در نقاط لاگرانژ مشتری و گردش به دور زمین ادامه می دهد و این سفر رفت و برگشت را تکرار می کند. بر این اساس ، ناسا لوسی را به “کپسول زمان” مجهز کرده است که شامل اشعار ، نقل قول ها و اشعار است. آژانس فضایی امیدوار است که فضانوردان آینده روزی بتوانند فضاپیما را بازیابی کرده و فرزندان ما را با زندگی زمین در زندگی قبل از قرن 21 آشنا کنند.

مقالات مرتبط:

اگر داده های لوسی نشان دهد که تروجان ها در مکان های مختلف و در فواصل مختلف از خورشید تشکیل شده و سپس به مدارهای فعلی خود منتقل شده اند ، این شواهد به طور قابل توجهی به مدل نیس می افزاید.

از سوی دیگر ، هنگامی که ماموریت اصلی لوسی به پایان رسید و همه داده ها بازگردانده شد ، می توان تصویری کاملاً غیرمنتظره از چگونگی تکامل منظومه شمسی را آشکار کرد. به گفته مدیر ماموریت ، این شگفتی چیز خوبی خواهد بود. دکتر لویسون می گوید: “امیدوارم شما مدل فعلی تشکیل منظومه شمسی را ببینید و بگویید” نه ، این کاملا اشتباه است. “داستان به این سادگی نبود و شما باید همه چیز را از نو شروع کنید.”