Zum ersten Mal fliegt eine Raumsonde zu den seltsamen trojanischen Asteroiden des Jupiter. Was Lucy dort findet, könnte einen neuen Einblick in die Geschichte des Sonnensystems geben.
„Lucy wird unser Verständnis der planetaren Evolution in unserem Sonnensystem grundlegend verändern“, sagte Adriana Ocampo, eine Planetenwissenschaftlerin am NASA-Hauptquartier in Washington, DC, bei einer Pressekonferenz am 14. Oktober.
Die Mission soll bereits am 16. Oktober vom Kennedy Space Center in Cape Canaveral, Florida, starten. Die Live-Berichterstattung wird ab 5 Uhr EDT im NASA-Fernsehen in Erwartung eines Starts um 5:34 Uhr ausgestrahlt.
Die Trojanischen Asteroiden sind zwei Gruppen von Weltraumgesteinen, die gravitativ in derselben Umlaufbahn wie Jupiter um die Sonne gefangen sind. Eine Gruppe von Trojanern kreist vor Jupiter; der andere folgt dem Gasriesen um die Sonne. Planetenforscher glauben, dass sich die Trojaner in unterschiedlichen Entfernungen von der Sonne gebildet haben könnten, bevor sie sich in ihren jetzigen Häusern vermischten. Die Asteroiden könnten auch zu den ältesten und ursprünglichsten Objekten im Sonnensystem gehören.
Die Mission wird mehrere andere Premieren markieren, von der Art der besuchten Objekte bis hin zur Art und Weise, wie sie ihre Instrumente antreibt. Hier sind fünf coole Dinge, die Sie über unseren ersten Besuch bei den Trojanern wissen sollten.
1. Die Trojanischen Asteroiden sind eine Zeitkapsel des Sonnensystems.
Die Trojaner besetzen Orte, die als Lagrange-Punkte bekannt sind, an denen sich die Schwerkraft der Sonne und des Jupiter effektiv aufhebt. Das bedeutet, dass ihre Bahnen über Milliarden von Jahren stabil sind.
„Sie wurden wahrscheinlich durch das letzte Keuchen des Planetenentstehungsprozesses in ihre Umlaufbahnen gebracht“, sagte Hal Levison, der Hauptermittler der Mission, ein Planetenwissenschaftler am Southwest Research Institute in Boulder, Colorado, am 28. September in einer Pressekonferenz.
Aber das bedeutet nicht, dass die Asteroiden alle gleich sind. Wissenschaftler können von der Erde aus sagen, dass einige Trojaner grau und andere rot sind, was darauf hindeutet, dass sie sich an verschiedenen Orten gebildet haben könnten, bevor sie sich in ihren aktuellen Umlaufbahnen niedergelassen haben. Vielleicht bildeten sich die grauen näher an der Sonne und die roten weiter von der Sonne entfernt, spekulierte Levison.
Das Studium der Ähnlichkeiten und Unterschiede der Trojaner kann Planetenwissenschaftlern helfen herauszufinden, ob und wann sich die Riesenplaneten bewegten, bevor sie sich an ihren gegenwärtigen Positionen niederließen (SN: 20.04.12). „Dies sagt uns etwas wirklich Grundlegendes über die Entstehung des Sonnensystems“, sagte Levison.
2. Das Raumfahrzeug wird mehr einzelne Objekte besuchen als jedes andere einzelne Raumfahrzeug.
Lucy wird acht Asteroiden besuchen, einschließlich ihrer Monde. Während seiner 12-jährigen Mission wird es einen Asteroiden im Hauptasteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter und sieben Trojaner besuchen, von denen zwei binäre Systeme sind, in denen sich zwei Asteroiden umkreisen.
„Wir werden mit einer Mission die meisten Asteroiden aller Zeiten besuchen“, sagte die Planetenwissenschaftlerin Cathy Olkin, Lucys stellvertretende Forschungsleiterin, im Briefing vom 14. Oktober.
Die Raumsonde wird die Zusammensetzung, Form, Schwerkraft und Geologie der Asteroiden beobachten, um Hinweise darauf zu erhalten, wo sie sich gebildet haben und wie sie zu den Lagrange-Punkten gelangt sind.
Das erste Ziel der Raumsonde wird im April 2025 ein Asteroid im Hauptgürtel sein. Als nächstes wird es fünf Asteroiden in der Gruppe der Trojaner besuchen, die die Sonne vor Jupiter umkreisen: Eurybates und sein Satellit Queta im August 2027; Polymele im September 2027; Leukus im April 2028; und Orus im November 2028. Schließlich wird die Raumsonde auf die andere Seite des Jupiter wechseln und im März 2033 die Zwillingsasteroiden Patroklos und Menoetius in der nachlaufenden Gruppe von Weltraumfelsen besuchen.
Die Raumsonde wird auf keinem ihrer Ziele landen, aber sie wird innerhalb von 965 Kilometern um ihre Oberfläche mit einer Geschwindigkeit von 3 bis 5 Metern pro Sekunde relativ zur Geschwindigkeit der Asteroiden durch den Weltraum fliegen.
Man muss sich keine Sorgen über Kollisionen machen, während man durch diese Asteroidenhaufen rast, sagte Levison. Obwohl etwa 7.000 Trojaner bekannt sind, liegen sie doch sehr weit auseinander. „Wenn Sie auf einem unserer Ziele stehen würden, könnten Sie nicht erkennen, dass Sie Teil des Schwarms sind“, sagte er.
3. Lucy wird eine seltsame Flugbahn haben.
Um so viele Stopps einzulegen, muss Lucy einen komplexen Weg nehmen. Erstens wird die Raumsonde zweimal an der Erde vorbeifliegen, um einen Gravitationsschub von unserem Planeten zu erhalten, der dazu beitragen wird, ihn zu seinem ersten Asteroiden voranzutreiben.
Der nächste Vorbeiflug an der Erde im Oktober 2022 wird sie innerhalb von 300 Kilometern an die Oberfläche des Planeten bringen, näher als die Internationale Raumstation, das Hubble-Weltraumteleskop und viele Satelliten, sagte Olkin. Beobachter auf der Erde könnten es sogar sehen. „Ich hoffe, dass ich in die Nähe der Stelle komme, an der es vorbeifliegt, und nach oben schauen und Lucy in einem Jahr vorbeifliegen sehen“, sagte sie.
Dann, im Dezember 2030, nachdem sie mehr als ein Jahr lang den „führenden“ Trojaner-Schwarm erforscht hat, wird Lucy für einen weiteren Schub in die Nähe der Erde zurückkehren. Diese letzte Gravitationsschleuder wird die Raumsonde auf die andere Seite der Sonne schicken, um den „nachfolgenden“ Schwarm zu besuchen. Damit wird Lucy zum ersten Raumschiff überhaupt, das sich in das äußere Sonnensystem wagt und wieder in die Nähe der Erde kommt.
4. Lucy wird sich weiter von der Sonne entfernen als jedes andere solarbetriebene Schiff.
Ein weiterer Rekord, den Lucy brechen wird, hat mit ihrer Energiequelle zu tun: der Sonne. Lucy wird bis zu 850 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt mit Sonnenenergie betrieben und ist damit die am weitesten entfernte solarbetriebene Raumsonde aller Zeiten.
Um dies zu erreichen, hat Lucy zwei riesige Solarzellen. Jedes 10-seitige Array hat einen Durchmesser von mehr als 7,3 Metern und enthält etwa 4.000 Solarzellen pro Panel, sagte Lucy-Projektmanagerin Donya Douglas-Bradshaw in einer Pressekonferenz am 13. Oktober. An einem Ende stehend, wären Lucy und ihre Solarmodule genauso groß als fünfstöckiges Gebäude.
„Es ist ein sehr kompliziertes, anspruchsvolles Design“, sagte sie. Der Vorteil der Nutzung von Solarenergie besteht darin, dass das Team den Energiebedarf des Raumfahrzeugs je nach Entfernung von der Sonne anpassen kann.
5. Die Inspiration für Lucys Namen ist entschieden erdgebunden.
NASA-Missionen werden oft nach berühmten Wissenschaftlern oder mit Akronymen benannt, die beschreiben, was die Mission tun wird. Lucy hingegen ist nach einem Fossil benannt.
Die Idee, dass die Trojaner Geheimnisse der Geschichte des Sonnensystems bergen, ist Teil des ungewöhnlichen Namens der Mission. Um das zu verstehen, gehen Sie zurück ins Jahr 1974, als der Paläoanthropologe Donald Johanson und ein Doktorand ein Fossil eines menschlichen Vorfahren entdeckten, der vor 3,2 Millionen Jahren gelebt hatte. Nachdem Johansons Team in dieser Nacht im Camp den Beatles-Song „Lucy in the Sky with Diamonds“ gehört hatte, nannte er den fossilen Hominiden „Lucy“. (In einem poetischen Echo heißt der erste Asteroid, den die Raumsonde Lucy besuchen wird, Donaldjohanson.)
Planetenwissenschaftler hoffen, dass das Studium der Trojaner unser Verständnis der Geschichte des Sonnensystems auf die gleiche Weise revolutionieren wird, wie das Studium von Lucys Fossil unser Verständnis der Menschheitsgeschichte revolutioniert hat.
„Wir glauben, dass diese Asteroiden Fossilien der Entstehung des Sonnensystems sind“, sagte Levison. Also benannte sein Team das Raumschiff nach dem Fossil.
Das Raumschiff trägt sogar einen Diamanten in einem seiner Instrumente, um Lichtstrahlen zu teilen. Der Planetenwissenschaftler Phil Christensen von der Arizona State University in Tempe sagte beim Briefing am 14. Oktober: „Wir schicken wirklich mit Lucy einen Diamanten in den Himmel.“