ماموریت لوسی ناسا در آستانه پرتاب ؛ دیدار با اجداد منظومه شمسی

سیارک های کوچک و بزرگی در اطراف مشتری جمع شده اند و قدمت آنها به 4 میلیارد سال پیش ، یعنی آغاز شکل گیری منظومه شمسی می رسد. محققان و دانشمندان بر این باورند که این سیارک ها در واقع بقایای مواد اولیه تشکیل دهنده سیارات بیرونی مانند مشتری و زحل هستند. به همین دلیل ناسا تصمیم گرفت برای مطالعه این اجداد آسمانی یک سفینه فضایی به این منطقه بفرستد.

این اجرام که به “سیارک های تروا” معروف هستند ، در دو گروه به دور خورشید می گردند و مشتری در مدار آن قرار دارد. هر دو در دو نقطه لاگرانژ ثابت با فاصله یکسانی از خورشید و مشتری واقع شده اند و بین این دو توده بزرگ در تعادل گرانشی قرار دارند.

مأموریت لوسی ناسا اولین فضاپیمایی خواهد بود که تروجان های مشتری را از نزدیک رصد کرده و اطلاعات را به زمین ارسال می کند. این مأموریت از فسیل معروف اجداد بشر نامگذاری شده است و اسکلت این فسیل ، لوسی ، اطلاعات بی نظیری در مورد تکامل انسان در اختیار ما قرار داده است. فضاپیمای لوسی ، مانند این فسیل ، دانش ما را از مبداء سیارات تغییر داده و اطلاعات جدیدی در مورد نحوه شکل گیری منظومه شمسی در اختیار ما قرار می دهد. علاوه بر این ، این اجسام ممکن است حاوی ترکیبات آلی باشند که خاک اصلی را تشکیل داده اند.

زمان بازیگری لوسی

این فضاپیما با موشک اطلس 5 در 15 اکتبر 2014 ساعت 13:04 بعد از ظهر تهران پرتاب می شود و ماموریت 12 ساله خود را در هشت سیارک مختلف در منطقه آغاز می کند. یکی از این سیارک ها در کمربند اصلی سیارک ها بین مریخ و مشتری قرار دارد و هفت تای دیگر سیارک های تروا هستند. چهار مورد از این تروجان ها سیستم های دودویی هستند که لوسی با یک هدف آن را دو برابر هدف قرار می دهد.

جزئیات ماموریت لوسی

برای درک بهتر ابعاد و اندازه لوسی باید گفت فضاپیمایی به طول 14.25 متر ، عرض 2.7 متر و ارتفاع 3.8 متر و وزن 821 کیلوگرم است. قطر صفحات خورشیدی آن 7.3 متر است.

مسیر پیچیده کاوشگر لوسی از هر دو گروه عبور می کند ، ما سه نوع شیء رایج در منطقه را بررسی می کنیم: نوع C- ، P- و D-type. تروجان های قرمز تیره P و D مانند سیارک های یخی در کمربند کویپر هستند که فراتر از نپتون وجود دارند. تروجان های نوع C عمدتا در قسمت بیرونی کمربند اصلی سیارک ها ، بین مریخ و مشتری یافت می شوند. به نظر می رسد همه تروجان ها کربن بالایی دارند و در زیر لایه ای از غبار غنی از آب و سایر مواد گازی یافت می شوند.

هیچ مأموریت فضایی دیگری در تاریخ به نقاط مختلف اطراف خورشید ارسال نشده است و لوسی اولین نفر خواهد بود. لوسی برای اولین بار اجسام اولیه اولیه در منظومه شمسی را که سیارات ما را تشکیل داده اند به ما نشان می دهد.

تصویر زیر مسیر لوسی را به رنگ سبز نشان می دهد که در آن فرض می شود مشتری ایستاده است و مسیر لوسی به این شکل است. پس از پرتاب ، لوسی دو بار به زمین نزدیک می شود و از نیروی گرانش برای شتاب و حرکت به سمت تروجان ها استفاده می کند.

در سالهای 2027 و 2028 ، لوسی از گروه L4 در سیارک Eurybates و ماه Polymele ، که دارای رنگ سفید و صورتی هستند ، بازدید می کند. او علاوه بر این دو ، سیارک های Leucus و Orus را نیز مطالعه می کند که در این دوره با رنگ قرمز نشان داده شده اند. در مسیر خود از گروه L4 به L5 ، از کمربند اصلی سیارک ها عبور می کند و در سال 2025 به سیارک دونالد جونسون می رسد. جالب است بدانید که این سیارک به نام کاشف فسیلی لوسی نامگذاری شده است.

پس از این برخورد ، لوسی دوباره به زمین نزدیک می شود و از گرانش آن برای افزایش سرعت خود استفاده می کند. در سال 2033 ، گروه L5 سیارک دوگانه Petroclus-Menoetius را مطالعه کرد. پس از اتمام ماموریت و بازدید از سیارک Petroclus-Monotius ، لوسی آزاد می شود و هر شش سال یکبار در مدار ثابتی به دور دو گروه از تروجان ها می چرخد ​​و می تواند هزاران یا حتی میلیون ها سال در این مدار بماند.

اهداف علمی مأموریت

این اجسام ابتدایی که سیارات ما را تشکیل می دادند روابط یکپارچه ای نداشتند و ما امروزه نیز این تنوع ترکیبات شیمیایی را بر روی سیارک ها مشاهده می کنیم. به همین دلیل ، لوسی برای درک بهتر تنوع این سیارک ها ، باید ماموریت های علمی ویژه ای را در مورد هریک از این سیارک ها انجام دهد.

یکی از ماموریت های لوسی مطالعه جغرافیای سطحی این سیارک ها است. لوسی باید از ابزار خود برای به دست آوردن نقشه سطح ، میزان سفیدی یا بازتاب نور سطحی ، دهانه ها و توزیع اندازه سیارک ها استفاده کند. علاوه بر این ، باید ماهیت ساختار سطح و لایه های این سیارک ها را مورد مطالعه قرار دهد و قابلیت زنده ماندن هر لایه را تعیین کند.

یکی دیگر از اهداف علمی لوسی مطالعه رنگ و ترکیب سطح هر سیارک است. همانطور که گفته شد ، در این مرحله ، رنگ ، ترکیب و سایر ویژگیهای سنگهای سطحی سیارک ها مورد مطالعه قرار می گیرد و توزیع مواد معدنی ، یخ و مواد آلی آنها تعیین می شود.

در مرحله بعد ، لوسی ساختار داخلی سیارک ها را بررسی کرده و جرم و چگالی آنها را تعیین می کند. علاوه بر این ، لوسی از ابزارهای خود برای مطالعه ترکیب شیمیایی ساختار زیرین سیارک استفاده می کند. لوسی این کار را با مطالعه دهانه ها ، شکاف ها و مواد بیرون آمده از سیارک ها انجام می دهد.

یکی از کارهای جالب لوسی مطالعه قمرها و حلقه های سیارک است. برخی از این سیارک ها ممکن است دارای قمر یا حلقه سنگ جامد باشند. این حلقه ها در واقع یک یا چند قمر هستند که قدرت کافی برای متحد شدن و تشکیل یک توده مستقل را ندارند و در اطراف سیارک پخش شده و حلقه هایی را تشکیل می دهند.

ابزار علمی لوسی

در این ماموریت ، لوسی با چندین ابزار کنترل از راه دور کار می کند و تروجان ها را بررسی می کند:

• L’Ralph: این ابزار در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا ساخته شده است و از دو قسمت تشکیل شده است. آرایه تصویربرداری طیفی خطی Atalon (LEISA) ابزاری است که می تواند از طیف سنجی برای تشخیص ترکیب سطوح سیارک ها استفاده کند. قسمت دوم دستگاه Visible Multi-Spectrum Camera یا MVIC است که تصاویر رنگی از سطوح سیارک ها را گرفته و به شناسایی ترکیب آنها کمک می کند.
• L’LORRI: این ابزار یک دوربین تشخیص رنگ طولانی برد است که می تواند تصاویر بسیار دقیقی از سیارک ها ثبت کند.
• L’TES: طیف سنج تابش حرارتی می تواند دمای سطح تروجان ها را با مشاهده طیف تابش مادون قرمز از سطح تروجان ها اندازه گیری کرده و به شناسایی خواص فیزیکی مواد سطحی سیارک ها کمک کند.

علاوه بر همه این ابزارها ، لوسی دارای یک دوربین ناوبری است که به تشخیص شکل و فرم تروجان ها کمک می کند. آنتن سقفی لوسی دو کاربرد دارد: ارتباط با زمین و همچنین آزمایش صدا و اندازه گیری توده تروجان ها.