Місія Люсі: як NASA планує розгадати таємницю походження Сонячної системи за допомогою астероїдів
Наукпоп16 жовтня 2021, 09:02
Капсули часу, що літають Сонячною системою
Більшість відомих нам астероїдів розташовуються в поясі між орбітами Марса і Юпітера. Спектроскопічний аналіз відбитого від них сонячного світла і вивчення метеоритів, що впали на Землю, показало, що деякі з них є фрагментами карликових планет, які згодом зіткнулися одні з одними. Друга частина астероїдів є скупченням матеріалів ранньої сонячної туманності. І ті, й інші є для вчених справжнім скарбом — у NASA їх називають капсулами часу.
Ці астероїди можуть показати нам, як саме формувалася Сонячна система, адже вони не змінюються із самого початку наших часів, протягом усієї її еволюції. Існують також припущення, що всередині них ховається вода й інший біоматеріал, який міг потрапити на Землю після падіння. Це, до речі, одна з гіпотез про зародження життя на Землі, яка називається панспермія. З якою, щоправда, готові посперечатися тихоходки.
На початку ХХ століття розвиток астрономічної фотографії допоміг нам дізнатися, що найбільша планета Сонячної системи — Юпітер — оточена не лише величезною кількістю супутників (які також називають місяцями, загалом натепер їх 79), а й двома групами скупчень астероїдів, які розміщуються поза Головним поясом. Станом на 2017-й рік астрономи виявили більше 4800 таких астероїдів.
Вони зосереджені в місцях, званих точками Лагранжа L4 і L5 — космічних пастках, що з’явилися в результаті гравітаційної взаємодії Сонця та Юпітера, з яких астероїд не може вирватися. Через те, що захоплені тіла зазвичай виявляли в одному з двох таборів, дослідники почали давати їм імена на честь грецьких і троянських героїв: перші «живуть» у точці L4, другі — у точці L5. У кожного табору є свій «шпигун» — Патрокл перебуває серед троянців, а Гектор затесався серед греків.
Передплатіть NV Преміум та читайте без обмежень
Нам необхідна ваша підтримка, щоб займатися якісною журналістикою
Lucy in the Sky With Diamonds
Люсі стане першим космічним кораблем, який вирушить до троянських астероїдів. За 12 років він облетить сімох «троянців», а також навідається до одного астероїда з загального пояса. Учені впевнені — тут ми знайдемо підказки, які допоможуть нам дізнатися більше про еволюцію Сонячної системи й походження життя на Землі. Саме тому зонд і отримав назву Люсі — так учені назвали австралопітека, предка людини, що жив на Землі кілька мільйонів років тому. Дослідження останків Люсі розкрило перед нами безліч деталей нашої еволюції. Тепер Люсі допоможе нам дізнатися більше про нашу Сонячну систему. Також, що дуже доречно, у The Beatles є відома пісня Lucy in the Sky With Diamonds, яка ідеально підходить на роль саундтреку для цієї місії.
«Це практично подорож у часі», — говорить аерокосмічний інженер Джейкоб Енґландер, який допомагав спроєктувати траєкторію польоту Люсі. Троянці можуть показати, як 4,5 млрд років тому формувалися планети Сонячної системи, як вони опинилися на своїх місцях, а також, можливо, дадуть відповідь на питання, де ж поділася загадкова Дев’ята планета.
Старт місії спочатку запланований на 16 жовтня, однак може бути перенесений на іншу дату 23-денного вікна запуску. Щоранку (хоча для нас це скоріше день — зліт запланований близько 13:00 за київським часом) протягом години в цей період буде можливість для запуску. Люсі буде злітати з Бази ВПС США на мисі Канаверал у Флориді. На каналі NASA в Youtube буде трансляція старту.
На космічному кораблі є відразу три інструменти: камера з високою роздільною здатністю, оптичний і ближній інфрачервоний, а також тепловий спектрометри. Однак більшу частину зонду складають масивні 7-метрові сонячні панелі, які будуть забезпечувати живлення космічного корабля під час його подорожі.
Під час своєї місії Люсі проаналізує хімічний склад поверхні астероїдів, а також визначить їхній відносний вік, масу та щільність. Якщо ми зможемо дізнатися точний хімічний склад астероїдів, це покаже, де саме вони утворилися, що проллє світло на те, як ці об'єкти переміщалися в перші дні Сонячної системи. Справа в тому, що їхній темний та злегка червонуватий колір може вказувати на можливу наявність керогену або схожих органічних матеріалів, які є на Землі. Тому троянці особливо цікаві для тих, хто вивчає формування планетних систем.
Наприклад, Гарольд Левісон, головний науковий дослідник місії, є одним із засновників моделі Ніцци — сценарію розвитку Сонячної системи, згідно з яким чотири найбільших планети (Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун) істотно перемістилися з моменту свого утворення.
Де буде подорожувати Люсі?
Для початку Люсі доведеться розігнатися — у цьому їй допоможе наша планета, навколо якої зонд зробить два гравітаційних маневри. Першою ж зупинкою для нього стане невеликий астероїд Головного поясу під назвою Дональдджохансон, названий на честь американського палеоантрополога, який знайшов скам’янілості Люсі, які подарували назву космічному кораблю.
Від серпня 2027 року по листопад 2028 зонд вирушить до грецького табору, де вивчить відразу п’ять астероїдів — Еврібат і його супутник, Полімел, Леукус й Орус. Потім Люсі ще раз відштовхнеться від Землі й у 2033 році вирушить у троянський табір, де пролетить поряд із Патроклом і його супутником Менетієм.
Після цього Люсі продовжить подорожувати між троянськими астероїдами й орбітою Землі, «принаймні, сотні тисяч, якщо не мільйони років», — пише NASA. Для наших нащадків, які виявлять Люсі, що плаває у відкритому космосі, у космічному кораблі заховають капсулу часу — табличку, на яку нанесені послання нашого покоління.
Табличка на кораблі Люсі
Серед тих, хто «розписався» на ній, є лауреати Нобелівської премії з літератури, філософи, активісти, учені, а також члени команди Люсі, які розмірковують про людство та його місце у Всесвіті. Також там зображена Сонячна система в день очікуваного запуску Люсі — 16 жовтня 2021 року й показана запланована траєкторія польоту Люсі.