Lanciata nell'agosto 2022 e arrivando alla cintura degli asteroidi nel 2026, la navicella spaziale Psyche della NASA orbiterà attorno a un mondo che riusciamo a malapena a individuare dalla Terra e che non abbiamo mai visitato.

L'obiettivo della missione Psyche della NASA, un asteroide ricco di metalli, chiamato anche Psyche, nella fascia principale tra Marte e Giove, è un mondo inesplorato nello spazio. Dai telescopi terrestri e spaziali, l'asteroide appare come una sfocatura sfocata. Quello che gli scienziati sanno, dai dati radar, è che ha la forma di una patata e che gira su un fianco.

Analizzando la luce riflessa dall'asteroide, gli scienziati ipotizzano che l'asteroide Psyche sia insolitamente ricco di metallo. Una possibile spiegazione è che si sia formato all'inizio del nostro sistema solare, o come nucleo di un planetesimale, un pezzo di pianeta, o come materiale primordiale che non si è mai sciolto. Questa missione mira a scoprire e, nel farlo, si aspettano di aiutare a rispondere a domande fondamentali sulla formazione del nostro sistema solare.

"Se si scopre che fa parte di un nucleo di metallo, farebbe parte della prima generazione dei primi nuclei nel nostro sistema solare", ha affermato Lindy Elkins-Tanton dell'Arizona State University, che come ricercatore principale, guida la missione Psyche. "Ma non lo sappiamo davvero e non sapremo nulla di sicuro finché non ci arriveremo. Volevamo porre domande primarie sul materiale che ha costruito i pianeti. Siamo pieni di domande e non molte risposte. Questo è una vera esplorazione."

Elkins-Tanton ha guidato il gruppo che ha proposto Psyche come missione di classe Discovery della NASA; è stato selezionato nel 2017. Una grande sfida, ha detto, è stata la scelta degli strumenti scientifici della missione:come ti assicuri di ottenere i dati di cui hai bisogno quando non sei sicuro di cosa, in particolare, misurerai?

Ad esempio, per determinare di cosa è fatto esattamente l'asteroide e se fa parte di un nucleo planetesimo, gli scienziati avevano bisogno di strumenti che potessero spiegare una gamma di possibilità:nichel, ferro, diversi tipi di roccia o roccia e metallo mescolati insieme.

Hanno selezionato una suite di carico utile che include un magnetometro per misurare qualsiasi campo magnetico; imager per fotografare e mappare la superficie; e spettrometri per indicare di cosa è fatta la superficie misurando i raggi gamma ei neutroni da essa emessi. Gli scienziati continuano a ipotizzare di cosa sia fatta Psiche, ma "nessuno è stato in grado di inventare una Psiche che non possiamo gestire con gli strumenti scientifici che abbiamo", ha detto Elkins-Tanton.

Come visitare un mondo sconosciuto

Ma prima che gli scienziati possano mettere in funzione quegli strumenti, dovranno raggiungere l'asteroide e mettersi in orbita. Dopo essere stato lanciato dal Kennedy Space Center della NASA nell'agosto 2022, Psyche supererà Marte nove mesi dopo, usando la forza gravitazionale del pianeta per lanciarsi verso l'asteroide. È un viaggio totale di circa 1,5 miliardi di miglia (2,4 miliardi di chilometri).

Il veicolo spaziale inizierà il suo approccio finale all'asteroide alla fine del 2025. Man mano che il veicolo spaziale si avvicina al suo obiettivo, il team della missione accenderà le sue telecamere e la visuale dell'asteroide Psyche si trasformerà dal blob sfocato che conosciamo ora in alto- definizione, rivelando per la prima volta le caratteristiche superficiali di questo strano mondo. Le immagini aiuteranno anche gli ingegneri a orientarsi mentre si preparano a entrare in orbita nel gennaio 2026. L'orbita iniziale del veicolo spaziale è progettata per trovarsi a un'altitudine elevata e sicura, a circa 700 chilometri sopra la superficie dell'asteroide.

Durante questa prima orbita, il team di progettazione e navigazione della missione di Psyche si concentrerà sulla misurazione del campo gravitazionale dell'asteroide, la forza che manterrà il veicolo spaziale in orbita. Con una comprensione del campo gravitazionale, il team può quindi navigare in sicurezza con il veicolo spaziale sempre più vicino alla superficie mentre la missione scientifica viene portata a termine in poco meno di due anni.

Psiche sembra essere bitorzoluto, più largo (173 miglia, o 280 chilometri, nel punto più largo) di quanto non lo sia dall'alto verso il basso, con una distribuzione irregolare della massa. Alcune parti potrebbero essere meno dense, come una spugna, e alcune potrebbero essere più compatte e più massicce. Le parti di Psiche con più massa avranno una gravità maggiore, esercitando un'attrazione più forte sulla navicella spaziale.

Per risolvere il mistero del campo gravitazionale, il team della missione utilizzerà il sistema di telecomunicazioni del veicolo spaziale. Misurando i sottili cambiamenti nelle onde radio in banda X che rimbalzano avanti e indietro tra il veicolo spaziale e le grandi antenne Deep Space Network attorno alla Terra, gli ingegneri possono determinare con precisione la massa dell'asteroide, il campo gravitazionale, la rotazione, l'orientamento e l'oscillazione.

Il team ha elaborato scenari e ha ideato migliaia di "possibili Psiche" - simulando variazioni nella densità e nella massa dell'asteroide e nell'orientamento del suo asse di rotazione - per gettare le basi per il piano orbitale. Possono testare i loro modelli in simulazioni al computer, ma non c'è modo di saperlo con certezza fino a quando la navicella spaziale non arriva effettivamente lì.

Nei successivi 20 mesi, il veicolo spaziale utilizzerà il suo delicato sistema di propulsione elettrica per immergersi in orbite sempre più basse. Le misurazioni del campo gravitazionale diventeranno più precise man mano che il veicolo spaziale si avvicina e le immagini della superficie diventeranno a risoluzione più elevata, consentendo al team di migliorare la comprensione del corpo. Alla fine, il veicolo spaziale stabilirà un'orbita finale a circa 53 miglia (85 chilometri) sopra la superficie.

È tutto nel tentativo di risolvere gli enigmi di questo asteroide unico:da dove viene Psiche, di cosa è fatta e cosa ci dice sulla formazione del nostro sistema solare?

"Gli esseri umani sono sempre stati esploratori", ha detto Elkins-Tanton. "Siamo sempre partiti da dove siamo per scoprire cosa c'è oltre quella collina. Vogliamo sempre andare più lontano; vogliamo sempre immaginare. È inerente a noi. Non sappiamo cosa troveremo , e mi aspetto che saremo completamente sorpresi".