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

سیارک های کوچک و بزرگ در اطراف مشتری جمع شده اند و قدمت آنها به آغاز شکل گیری منظومه شمسی ، 4 میلیارد سال پیش برمی گردد. محققان و دانشمندان بر این باورند که این سیارک ها در واقع بقایای مواد اولیه ای هستند که سیارات بیرونی مانند مشتری و زحل را تشکیل داده اند. بنابراین ناسا تصمیم گرفت یک فضاپیما را برای بررسی این اجداد آسمانی به منطقه بفرستد.

این اجرام که “سیارک های تروا” نامیده می شوند ، در دو گروه به دور خورشید و مشتری در مدار می گردند. هر دو در دو نقطه لاگرانژی ثابت در فواصل مساوی از خورشید و مشتری قرار دارند و در تعادل گرانشی این دو توده بزرگ 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 پس از فسیل معروف اجداد انسان نامگذاری شد و اسکلت این فسیل ، لوسی ، اطلاعات منحصر به فردی در مورد تکامل انسان در اختیار ما قرار داد. فضاپیمای لوسی ، مانند این فسیل ، دانش ما را در مورد منشاء سیارات تغییر داده و اطلاعات جدیدی در مورد شکل گیری منظومه شمسی به ما می دهد. علاوه بر این ، این اجسام ممکن است حاوی ترکیبات آلی باشند که زمین اولیه را تشکیل داده اند.

لوسی پرتاب زمان

این فضاپیما در 15 اکتبر 2014 ساعت 13:04 به وقت تهران با موشک اطلس 5 به فضا 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 آنها را با یک هدف واحد دو برابر خواهد کرد.

شرح ماموریت لوسی

برای درک بهتر ابعاد و شکل لوسی ، باید گفت که این یک فضاپیما به طول 14.25 متر ، عرض 2.7 متر و ارتفاع 3.8 متر و وزن 821 کیلوگرم است. قطر پنل خورشیدی آن 7.3 متر است.

مسیر پیچیده فضاپیمای لوسی از هر دو خوشه عبور می کند و به سه نوع شیء رایج در منطقه نگاه می کند: انواع C- ، P- و D. تروجان های قرمز عمیق P- و D- مانند سیارک های یخی کمربند کوئیپر هستند که فراتر از نپتون وجود دارند. تروجان های نوع C بیشتر در قسمت بیرونی کمربند اصلی سیارک ها ، بین مریخ و مشتری واقع شده اند. به نظر می رسد که همه تروجان ها حاوی مقادیر زیادی ترکیبات کربنی هستند و در زیر لایه ای از غبار غنی از آب و سایر مواد گازی قرار دارند.

هیچ مأموریت فضایی دیگری در تاریخ به دور خورشید به مقاصد مختلف پرواز نکرده است و لوسی اولین نفر خواهد بود. برای اولین بار ، لوسی انواع مختلف اجرام اولیه در منظومه شمسی را که سیارات ما را تشکیل داده اند به ما نشان می دهد.

تصویر زیر مسیر لوسی را با رنگ سبز در موقعیتی نشان می دهد که مشتری ثابت است و مسیر لوسی به این شکل شکل گرفته است. پس از پرتاب ، لوسی دو برابر زمین نزدیک می شود و از نیروی گرانشی زمین برای کمک به شتاب و شتاب به سمت تروجان ها استفاده می کند.

در سالهای 2027 و 2028 ، لوسی از گروه L4 در سیارک Euribetes و ماه Polymel ، که با رنگهای سفید و صورتی مشخص شده بود ، دیدن کرد. او علاوه بر این دو ، سیارک های لوکوس و اوروس را که در این دوره با رنگ قرمز نشان داده شده است نیز بررسی می کند. در مسیر خود از گروه L4 به L5 ، از کمربند اصلی سیارک ها عبور می کند و در سال 2025 به سیارک دونالد جانسون می رسد. جالب اینجاست که نام این سیارک از کاشف فسیلی لوسی گرفته شده است.

پس از این قرار ، لوسی دوباره به زمین نزدیک می شود و از گرانش زمین برای افزایش سرعت خود استفاده می کند. در سال 2033 ، گروه L5 سیارک دوتایی Patroclus-Menoetius را کشف کرد. لوسی پس از اتمام مأموریت و بازدید از سیارک Patroclus-Monotius آزاد می شود و هر شش سال یکبار در مدار ثابتی به دور دو گروه تروجان می چرخد ​​و ممکن است هزاران یا حتی میلیون ها سال در این مدار بماند.

اهداف علمی مأموریت

این اجسام ابتدایی که سیارات ما را تشکیل می دادند ، ترکیبات یکپارچه ای نداشتند و ما امروزه نیز این تنوع ترکیبات شیمیایی را روی سیارک ها مشاهده می کنیم. به همین دلیل ، برای درک بهتر تنوع این سیارک ها ، لوسی باید ماموریت های علمی خاصی را روی 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 ای از سطح ، میزان سفیدی یا بازتاب نور سطح ، توزیع اندازه دهانه ها و سیارک ها استفاده کند. علاوه بر این ، باید ترکیب سطح و ماهیت لایه های این سیارک ها را بررسی کرده و عمر هر لایه را تعیین کند.

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

در مرحله ای دیگر ، لوسی ترکیب داخلی سیارک ها را بررسی کرده و جرم و چگالی آنها را بدست می آورد. علاوه بر این ، لوسی از ابزارهای خود برای مطالعه ترکیب شیمیایی ترکیب اصلی سیارک استفاده می کند. لوسی این کار را با جستجوی دهانه ها ، شکاف ها و مواد ناشی از سیارک ها انجام می دهد.

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

ابزارهای علمی لوسی

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

• L’Ralph: این ابزار در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا ساخته شده است و از دو قسمت تشکیل شده است. آرایه تصویربرداری طیفی خطی Etalon یا LISA ، ابزاری است که می تواند از طیف سنجی برای تشخیص ترکیب سطح سیارک ها استفاده کند. قسمت دوم دستگاه Visible Multi-spectrum Camera یا MVIC است که تصاویر رنگی از سطح سیارک ها را گرفته و به شناسایی ترکیب آنها کمک می کند.
• L’LORRI: این ابزار یک دوربین تشخیص رنگ دوربرد 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 مادون قرمز تابش 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 شناسایی اندازه و شکل تروجان کمک می کند. آنتن های سربار لوسی دو کاربرد دارد که از آنها برای ارتباط با زمین و همچنین برای آزمایش صدا و اندازه گیری جرم تروجان ها استفاده می شود.