Impostato per il lancio il prossimo anno, La missione Psyche della NASA segna la prima volta che l'agenzia ha deciso di esplorare un asteroide più ricco di metallo della roccia o del ghiaccio.

Sono passati più di 150 anni da quando il romanziere Jules Verne scrisse "Viaggio al centro della terra, " ma la realtà deve ancora recuperare il passo con quell'avventura fantascientifica. Mentre gli umani non possono aprire un percorso verso il nucleo metallico del nostro pianeta, La NASA ha l'obiettivo di visitare un asteroide gigante che potrebbe essere i resti congelati del nucleo fuso di un mondo passato.

chiamata Psiche, questo asteroide orbita attorno al Sole nella fascia principale degli asteroidi, tra Marte e Giove. Utilizzando i dati raccolti dai radar terrestri e dai telescopi ottici, gli scienziati credono che Psiche sia fatta in gran parte di metallo. Potrebbe essere parte o tutto l'interno ricco di ferro di un primo blocco planetario che è stato spogliato del suo guscio roccioso esterno mentre si scontrava ripetutamente con altri grandi corpi durante la prima formazione del sistema solare.

L'asteroide, che è di circa 173 miglia (280 chilometri) nel suo punto più largo, potrebbe essere anche qualcos'altro. Potrebbe essere il pezzo rimanente di un tipo completamente diverso di corpo ricco di ferro che si è formato da materiale ricco di metalli da qualche parte nel sistema solare.

La missione Psyche della NASA spera di scoprirlo. Previsto per il lancio nell'agosto 2022, la navicella orbiterà per due anni intorno all'asteroide da cui prende il nome, scattare foto, mappare la superficie, e alla ricerca di prove di un antico campo magnetico. Psiche studierà anche i neutroni ei raggi gamma provenienti dalla superficie dell'asteroide per determinare la sua composizione elementare.

La prima missione per esplorare un asteroide con una superficie che contiene notevoli quantità di metallo anziché roccia o ghiaccio, Psiche cerca di capire meglio i nuclei di ferro, un elemento costitutivo inesplorato della formazione dei pianeti. La missione offre anche potenzialmente la prima opportunità di esaminare direttamente l'interno di un pianeta roccioso offrendo uno sguardo all'interno di un corpo planetario precedentemente stratificato che altrimenti non potrebbe mai essere visto. Ciò che gli scienziati apprendono potrebbe gettare ulteriore luce su come si sono formati la Terra e altri pianeti rocciosi.

"Ci sono molte domande di base su Psiche che non hanno risposta, " ha detto l'investigatore principale della missione, Lindy Elkins-Tanton dell'Arizona State University. "E con ogni dettaglio che viene aggiunto dai dati che possiamo raccogliere dalla Terra, diventa solo più difficile fare una storia sensata. Non sappiamo davvero cosa vedremo finché non visiteremo, e saremo sorpresi".

Ad esempio, precedenti osservazioni a terra hanno portato gli scienziati a credere che l'asteroide fosse fino al 90% di metallo. Una recente ricerca condotta da Elkins-Tanton ha utilizzato misurazioni di densità aggiornate per stimare che l'asteroide sia più probabile tra il 30% e il 60% di metallo.

E gli scienziati sono perplessi perché Psiche sembra avere un basso contenuto di ossidi di ferro, che sono composti chimici fatti di ferro e ossigeno. Marte, Mercurio, Venere, e la Terra li ha tutti. "Quindi, se abbiamo ragione sul fatto che Psiche è un misto di metallo e rock, e la roccia ha pochissimo ossido di ferro, poi ci deve essere una strana storia su come è stato creato, perché non si adatta alle storie standard delle creazioni planetarie, " ha detto Elkins-Tanton.

Mistero di Psiche

Anche gli scienziati non sanno dove si sia formata Psiche. Potrebbe aver avuto origine all'interno della fascia principale degli asteroidi, ma è anche possibile che sia nato nella stessa zona dei pianeti interni come la Terra, o nel sistema solare esterno, dove ora risiedono pianeti giganti come Giove. Nessuna delle due storie di origine segue un semplice percorso fino a dove vive ora Psiche, 280 milioni di miglia (450 milioni di chilometri) dal Sole.

Gli asteroidi in generale possono offrire informazioni sulla formazione dei pianeti e su come funzionava il primo sistema solare 4,6 miliardi di anni fa. Ma Psiche è particolarmente interessante per gli scienziati a causa di quanto sia insolito, con il suo contenuto di metalli, alta densità, e bassa concentrazione di ossidi di ferro.

"The fact that it's so unusual is telling us a new story that we haven't seen before about how asteroids evolved, " said Bill Bottke, Psyche mission scientist of the Southwest Research Institute in Boulder, Colorado. "That's a piece of the story we don't have right now. By getting that piece together with all the others we have, we continue to refine our story of how the solar system formed and evolved early on."

Tools of the Trade

To help figure out the asteroid's origins, the mission's science investigation will rely on a magnetometer, a gamma ray and neutron spectrometer, and a multispectral imager. Scientists know that the asteroid doesn't generate a magnetic field the way Earth does, but if Psyche had a magnetic field in the past, it could still be recorded in the asteroid's material today. With sensors mounted onto a 6-foot (2-meter) boom, the magnetometer can determine whether Psyche is still magnetized. Se è così, that would confirm that the asteroid is part of the core of an early planetesimal, the building block of an early planet.

The orbiter's gamma ray and neutron spectrometer instrument will help scientists determine the asteroid's chemical elements. As cosmic rays and high-energy particles impact Psyche's surface, the elements that make up the surface material absorb the energy. The neutrons and gamma rays they emit in response can be detected by the spectrometer, allowing scientists to match their properties to those emitted by known elements to determine what Psyche is made of.

Nel frattempo, a pair of color cameras make up the multispectral imager. The imager is sensitive to light just beyond what humans can see, using filters in the ultraviolet and near-infrared wavelengths. The light reflected in these filters could help determine the mineralogy of any rocky material that may exist on Psyche's surface.

The spacecraft's telecommunications system will help with the science as well. The X-band radio system is primarily used to send commands to the spacecraft and receive engineering and science data from it. But scientists can also analyze subtle changes in these radio waves to measure the body's rotation, wobble, messa, and gravity field, providing additional clues about the composition and structure of Psyche's interior.

Eyes on Psyche

But before any of this science analysis gets underway, there will be pictures. By late 2025, three years after launch, Psyche will be within sight of the asteroid, and the imager team will be on high alert.

"Even before we get into orbit, we'll start getting much better pictures than we can from telescopes on Earth. We'll start to resolve features, see big craters, crater basins—maybe mountain ranges. Who knows what we'll see?" said Jim Bell of Arizona State University, deputy principal investigator of Psyche and imager team lead. "All we know is that the reality of Psyche is going to be even weirder and more beautiful than we can imagine."