Trabajos en el espectrómetro de rayos gamma y neutrones de Psyche Créditos de imagen: NASA / JPL-Caltech

La misión Psyche de la NASA, que se lanzará el próximo año, marca la primera vez que la NASA se propone explorar un asteroide más rico en metal que en roca o hielo.

Han pasado más de 150 años desde que el novelista Julio Verne escribió “Viaje al centro de la Tierra”, pero la realidad aún no se ha puesto al día con esa aventura de ciencia ficción. Si bien los humanos no pueden abrir un camino hasta el núcleo metálico de nuestro planeta, la NASA tiene la mira puesta en visitar un asteroide gigante que puede ser los restos congelados del núcleo fundido de un mundo pasado.

Este asteroide, llamado Psyche, orbita alrededor del Sol en el cinturón de asteroides principal, entre Marte y Júpiter. Utilizando datos recopilados de radares terrestres y telescopios ópticos, los científicos creen que Psyche está hecho principalmente de metal. Podría ser parte o todo el interior rico en hierro de un bloque de construcción planetario temprano que fue despojado de su capa exterior rocosa al chocar repetidamente con otros cuerpos grandes durante la formación temprana del sistema solar.

El asteroide, que tiene aproximadamente 280 kilómetros (173 millas) en su punto más ancho, también podría ser otra cosa. Podría ser el resto de un tipo completamente diferente de cuerpo, rico en hierro, que se formó a partir de material rico en metales en algún lugar del sistema solar.

La misión Psyche de la NASA espera averiguarlo. Programada para un lanzamiento en agosto de 2022, la nave espacial orbitará durante dos años el asteroide que le dio nombre, tomará fotografías, cartografiará la superficie y buscará evidencia de un antiguo campo magnético. Psyche también estudiará los neutrones y los rayos gamma provenientes de la superficie del asteroide para ayudar a determinar su composición elemental.

Psyche, la primera misión para explorar un asteroide con una superficie que contiene cantidades sustanciales de metal en lugar de roca o hielo, busca comprender mejor los núcleos de hierro, un componente inexplorado de la formación de planetas. La misión también brinda potencialmente la primera oportunidad de examinar directamente el interior de un planeta rocoso al ofrecer una mirada al interior de un cuerpo planetario previamente estratificado que de otra manera nunca se podría ver. Lo que los científicos aprendan podría arrojar luz adicional sobre cómo se formaron la Tierra y otros planetas rocosos.

«Hay muchas preguntas básicas sobre Psyche que no tienen respuesta», dijo la investigadora principal de la misión, Lindy Elkins-Tanton de la Universidad Estatal de Arizona. “Y con cada detalle que se agrega de los datos que podemos recopilar de la Tierra, se vuelve más difícil hacer una historia sensata. Realmente no sabemos lo que vamos a ver hasta que lo visitemos, y nos vamos a sorprender «.

Por ejemplo, las observaciones realizadas en tierra anteriormente llevaron a los científicos a creer que el asteroide era hasta en un 90% de metal. Una investigación reciente dirigida por Elkins-Tanton utilizó mediciones de densidad actualizadas para estimar que es más probable que el asteroide tenga entre un 30% y un 60% de metal.

Y los científicos están desconcertados por qué Psyche parece tener un bajo contenido de óxidos de hierro, que son compuestos químicos hechos de hierro y oxígeno. Marte, Mercurio, Venus y la Tierra todos los tienen. “Entonces, si tenemos razón en que Psyche es una mezcla de metal y roca, y la roca tiene muy poco óxido de hierro, entonces tiene que haber una historia extraña sobre cómo fue creado, porque no encaja con las historias estándar de creaciones planetarias ”, dijo Elkins-Tanton.

El misterio de Psyche

Los científicos tampoco saben dónde se formó Psyche. Podría haberse originado dentro del cinturón de asteroides principal, pero también es posible que haya nacido en la misma zona que los planetas interiores como la Tierra, o en el sistema solar exterior, donde ahora residen planetas gigantes como Júpiter. Ninguna historia de origen sigue un camino simple hacia el lugar donde Psyche reside ahora, a 280 millones de millas (450 millones de kilómetros) del Sol.

Los asteroides en general pueden ofrecer información sobre la formación de planetas y cómo funcionaba el sistema solar temprano hace 4.600 millones de años. Pero Psyche es particularmente interesante para los científicos debido a lo inusual que es, con su contenido de metal, alta densidad y baja concentración de óxidos de hierro.

«El hecho de que sea tan inusual nos está contando una nueva historia que no habíamos visto antes sobre cómo evolucionaron los asteroides», dijo Bill Bottke, científico de la misión Psyche del Southwest Research Institute en Boulder, Colorado. “Esa es una parte de la historia que no tenemos en este momento. Al juntar esa pieza con todas las demás que tenemos, continuamos refinando nuestra historia de cómo se formó y evolucionó el sistema solar desde el principio «.

This illustration depicts NASA’s Psyche spacecraft
Esta ilustración muestra la nave espacial Psyche de la NASA, que se lanzará en agosto de 2022. Crédito: NASA / JPL-Caltech / ASU

Las herramientas

Para ayudar a descubrir los orígenes del asteroide, la investigación científica de la misión se basará en un magnetómetro, un espectrómetro de rayos gamma y neutrones y un generador de imágenes multiespectral. Los científicos saben que el asteroide no genera un campo magnético como lo hace la Tierra, pero si Psyche tuvo un campo magnético en el pasado, todavía podría estar registrado en el material del asteroide hoy. Con sensores montados en un brazo de 6 pies (2 metros), el magnetómetro puede determinar si Psyche todavía está magnetizado. Si es así, eso confirmaría que el asteroide es parte del núcleo de un planetesimal temprano, el bloque de construcción de un planeta temprano.

El espectrómetro de neutrones y rayos gamma del orbitador ayudará a los científicos a determinar los elementos químicos del asteroide. A medida que los rayos cósmicos y las partículas de alta energía impactan en la superficie de Psyche, los elementos que componen el material de la superficie absorben la energía. Los neutrones y rayos gamma que emiten en respuesta pueden ser detectados por el espectrómetro, lo que permite a los científicos comparar sus propiedades con las emitidas por elementos conocidos para determinar de qué está hecha Psyche.

This photo shows Psyche's multispectral imager, in the process of assembly and testing on September 13, 2021, at Malin Space Science Systems in San Diego, California.
Esta foto muestra el generador de imágenes multiespectral de Psyche, en proceso de ensamblaje y prueba el 13 de septiembre de 2021, en Malin Space Science Systems en San Diego, California. Créditos: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Mientras tanto, un par de cámaras a color conforman el generador de imágenes multiespectral. El generador de imágenes es sensible a la luz más allá de lo que los humanos pueden ver, utilizando filtros en las longitudes de onda ultravioleta e infrarroja cercana. La luz reflejada en estos filtros podría ayudar a determinar la mineralogía de cualquier material rocoso que pueda existir en la superficie de Psyche.

El sistema de telecomunicaciones de la nave espacial también ayudará con la ciencia. El sistema de radio de banda X se usa principalmente para enviar comandos a la nave espacial y recibir datos de ingeniería y ciencia de ella. Pero los científicos también pueden analizar cambios sutiles en estas ondas de radio para medir la rotación, la oscilación, la masa y el campo de gravedad del cuerpo, proporcionando pistas adicionales sobre la composición y estructura del interior de Psyche.

Observación

Pero antes de que se ponga en marcha cualquiera de estos análisis científicos, habrá imágenes. Para fines de 2025, tres años después del lanzamiento, Psyche estará a la vista del asteroide y el equipo de imágenes estará en alerta máxima.

“Incluso antes de entrar en órbita, comenzaremos a obtener imágenes mucho mejores que las que podemos obtener con los telescopios de la Tierra. Comenzaremos a resolver características, veremos grandes cráteres, cuencas de cráteres, tal vez cadenas montañosas. ¿Quién sabe lo que veremos? » dijo Jim Bell de la Universidad Estatal de Arizona, investigador principal adjunto de Psyche y líder del equipo de imágenes. «Todo lo que sabemos es que la realidad de Psyche será aún más extraña y hermosa de lo que podemos imaginar».

Más sobre la misión

ASU lidera la misión Psyche. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California es responsable de la gestión general de la misión, la ingeniería del sistema, la integración y las pruebas, y las operaciones de la misión. La fase de misión conocida como operaciones de montaje, prueba y lanzamiento está actualmente en curso en JPL. Para la próxima primavera, Psyche estará completamente ensamblado y listo para enviarse al Centro Espacial Kennedy de la NASA.

JPL también está proporcionando un instrumento de demostración de tecnología llamado Deep Space Optical Communications que también volará en Psyche, que probará comunicaciones láser de alta velocidad de datos que podrían ser utilizadas por futuras misiones de la NASA.

Psyche es la decimocuarta misión seleccionada como parte del programa Discovery de la NASA.

Para obtener más información en Inglés sobre la misión Psyche de la NASA, visite http://www.nasa.gov/psyche y https://psyche.asu.edu/

Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Inglés.
Créditos: NASA / JPL-Caltech

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