Das tote, metallische Herz eines alten, ausgelöschten Mars umkreist die Sonne - und im Jahr 2022 wird die NASA eine Mission zum Asteroidengürtel starten, um ihn zu erkunden. Das Raumschiff Psyche, das einen gleichnamigen Asteroiden besuchen wird, hat kürzlich seine vorläufige Entwurfsprüfung im Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, bestanden. Im nächsten Monat wird die NASA-Zentrale entscheiden, ob das von der Arizona State University geleitete Projekt die Erlaubnis erhält, mit dem Biegen von Metall für das Raumschiff zu beginnen.
Da der Asteroid des Ziels ein so seltsames, fremdes Objekt ist, ist die Mission eine echte Erkundungsmission. Planetenwissenschaftler haben keine Ahnung, was sie vorfinden werden, wenn sie dort ankommen. Sie müssen also alles planen.
"Der Stand der Technik ist eine tiefe Unkenntnis darüber, was wir erwarten", sagt Jim Bell, der stellvertretende Untersuchungsleiter der Psyche-Mission. „Wir versuchen, uns auf alle Eventualitäten vorzubereiten, egal wie sie sind. Unsere Instrumente werden interessante Messungen, Beobachtungen und Entdeckungen machen, die es uns ermöglichen, die Geschichte dieses Objekts wieder zusammenzusetzen. “
Die führende Hypothese des Teams lautet, dass der Asteroid der einst geschmolzene metallische Kern eines vor langer Zeit zerstörten Planetenkörpers ist. Niemand weiß, wie es aussieht - ob immer noch Mantelstücke daran hängen; ob es unverwechselbar metallisch erscheint, ein Stück Eisen im Weltraum; oder ob es mit Gestein bedeckt sein wird, das mit dem ungeübten Auge von keinem anderen Asteroiden im Sonnensystem zu unterscheiden ist. Und das Geheimnis der Asteroiden-Psyche erstreckt sich über ihre Erscheinung hinaus in die gewaltsame Vergangenheit des Sonnensystems.
Planetenforscher haben Einschlagereignisse untersucht - Zusammenstöße mit anderen Objekten, wie beispielsweise einem Meteoriten, der in die Erde prallt und einen Krater bildet -, solange sie Planeten untersucht haben. Aufprallereignisse sind von grundlegender Bedeutung für die Untersuchung der Planetenbildung und die Bestimmung des Alters einer Planetenoberfläche. Bei der Modellierung von Aufprall waren jedoch immer felsige und in jüngerer Zeit eisige Körper beteiligt. Wie könnte ein Metallkörper mit Blutergüssen umgehen? Niemand weiß es wirklich, und den Modellen fehlen die erforderlichen Eingabedaten für metallische Objekte, um zuverlässige Ergebnisse zu erzielen. Planetenforscher untersuchen vom Menschen hergestellte Metalllegierungen sowie Metallmeteoriten, die auf die Erde gefallen sind. Die Untersuchung der Oberfläche der Psyche liefert jedoch ein beispielloses Bild von Metallauswirkungen in großem Maßstab.
Die Erforschung der Psyche, eines zutiefst exotischen Objekts, führt auch neue Begriffe in das planetarwissenschaftliche Vokabular ein. Jeder kennt Vulkane, wie sie auf unserem dritten Felsen von der Sonne (und auch auf dem Mars) zu finden sind. Kryovulkane - manchmal auch als Eisvulkane bezeichnet - sind auf dem Zwergplaneten Ceres, den Monden des eisigen äußeren Sonnensystems und vielleicht auf Pluto zu finden.
Aber Psyche könnte in seiner Vergangenheit Ferro- Vulkane gehabt haben. "Die Idee ist, dass Psyche nach dem Aufprall, bei dem Mantel und Kruste abgerissen wurden, möglicherweise einen großen Teil ihrer Wärme behalten hat", sagt Bell. „Eine Möglichkeit, wie Planeten ihre Wärme abgeben können, ist der Vulkanismus. Auf der Erde sein Silikatvulkanismus. Auf [Jupiters Mond] Io gibt es silikatischen und auch schwefelreichen Vulkanismus. Auf Psyche schauen wir uns vielleicht einen Ort an, an dem hauptsächlich geschmolzenes Eisen oder Eisen und Nickel und vielleicht Schwefel vorherrschen. “Verschiedene Metalle schmelzen bei unterschiedlichen Temperaturen, und Flüssigkeitsschmelzen aus dem Untergrund von Psyche sind möglicherweise schon vor langer Zeit auf der Erde ausgebrochen Oberfläche.
„Vielleicht werden wir Beweise dafür sehen. Vielleicht wird es überhaupt keine geben. Aber es macht Spaß zu spekulieren “, sagt Bell.
Wenn das Team beweist, dass Psyche ein planetarischer Kern ist, kann alles, was am Asteroiden gelernt wurde, auf planetare Körper im gesamten Sonnensystem - einschließlich der Erde - hochgerechnet werden. Das Raumschiff wird ein Magnetometer und ein Gammastrahlen- und Neutronenspektrometer verwenden, um chemische und magnetische Messungen des Asteroiden durchzuführen, um seine Zusammensetzung zu bestimmen und festzustellen, ob es sich tatsächlich um einen Planetenkern handelt. Dem Asteroiden fehlt eine Atmosphäre und es ist noch zu bestimmen, ob er ein Magnetfeld hat. Sicher ist jedoch, dass es der Strahlungsumgebung des Weltraums ausgesetzt ist.
„Stellen Sie sich einen konstanten Regen von Teilchen mit sehr hoher Energie vor, die auf die Oberfläche dieses Asteroiden treffen“, sagt Patrick Peplowski, Mitermittler der Mission. "Dies löst eine Reihe von Reaktionen aus, von denen eine die Emission von Gammastrahlen ist." Verschiedene Elemente erzeugen unterschiedliche Gammastrahlenemissionen. Wenn das Team viel Eisen und Nickel sieht, wissen sie, dass Psyche der Kern einer langen Zeit ist Planeten.
Unter der Annahme, dass die NASA den Startschuss für die Herstellung gibt, wird das Team mit dem Bau eines weltraumgeeigneten Spektrometers beginnen, zusammen mit den übrigen wissenschaftlichen Instrumenten und dem Raumfahrzeug selbst. Bis dahin wartet der rätselhafte Asteroid Psyche mit unzähligen Fragen und wenigen Antworten auf.
"Sie fliegen keine 750-Millionen-Dollar-Mission, wenn Sie genau wissen, wie die Antworten lauten", sagt Peplowski. Und wenn die Mission in zweihundert Millionen Meilen Entfernung beendet ist, wissen wir vielleicht mehr als je zuvor über den Mittelpunkt des Planeten unter unseren Füßen.
