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Ist der Asteroid Psyche größtenteils ein Brocken aus Metall? Handelt es sich bei diesem etwa so großen Objekt wie Massachusetts um den Kern eines kleinen Planeten, dessen äußere Gesteinsschichten während einer verheerenden Kollision in den frühen Tagen des Sonnensystems zerschmettert wurden?
Im Moment können Astronomen nur sagen: „Vielleicht“ und „Vielleicht auch nicht“.
Am Freitagmorgen startete die NASA eine Raumsonde namens Psyche auf eine Reise zum Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter, um das herauszufinden.
„Wir werden wirklich eine Art neues Objekt sehen, was bedeutet, dass sich viele unserer Ideen als falsch erweisen werden“, sagte Lindy Elkins-Tanton, Professorin für Erd- und Weltraumforschung an der Arizona State University. Der Hauptermittler der Mission.
Sie fügte hinzu, dass der Beweis von Fehlern „meiner Meinung nach das Aufregendste in der Wissenschaft ist“.
Diese Reise zur Suche nach Antworten begann am Freitag um 10:19 Uhr ET. Falcon Heavy, die größte einsatzbereite Rakete von SpaceX, startete vom Kennedy Space Center in Florida und schickte das riesige Raumschiff ins All.
Der Flug am Freitag trotzte einer ungünstigen frühen Wettervorhersage und verlief scheinbar reibungslos. Etwas mehr als eine Stunde nach dem Start trennte sich die Raumsonde Psyche von der Oberstufe der Falcon Heavy-Rakete. Ein NASA-Videoclip zeigte, wie das Fahrzeug in die Dunkelheit jenseits der Erde segelte und sich auf eine Reise begab, die etwa sechs Jahre dauern und Milliarden von Meilen zurücklegen wird.
Ungefähr fünf Minuten später applaudierten die Missionsmanager im Kontrollraum des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Kalifornien, wo sie ein erstes Signal von der Raumsonde erhielten.
Der Asteroid namens Psyche ist seit langem ein seltsames Rätsel. Er wurde 1852 vom italienischen Astronomen Annibale de Gasparis entdeckt und nach der griechischen Göttin der Seele benannt. Er war der sechzehnte Asteroid, der entdeckt wurde. In frühen Beobachtungen war es, wie andere Asteroiden, ein sternförmiger Lichtpunkt, der sich auf einer Umlaufbahn um die Sonne bewegte, und nicht viel mehr.
In den frühen 1960er Jahren fanden Astronomen durch Teleskopbeobachtungen heraus, dass die Farbe von Psyche der Farbe von Eisenmeteoriten ähnelt, die auf die Erde fielen, sagte Jim Bell, ebenfalls Professor für Erd- und Weltraumforschung an der Arizona State University, der die Studien des Asteroiden leiten wird. Kamerainstrument eines Raumfahrzeugs. Astronomen reflektierten Radarimpulse von Psyche und die zur Erde zurückkehrenden Reflexionen waren heller als die, die von anderen kleinen Objekten im Asteroidengürtel kamen.
„Es wurde sehr deutlich, dass es einen Teil der Oberfläche gab, der das Radar stark reflektierte“, sagte Dr. Bell. „Am einfachsten geht das mit Metallsplittern.“
Als Wissenschaftler dann beobachteten, wie Psyche relativ nahe an größeren Welten vorbeiflog, verzerrte sich seine Umlaufbahn auf eine Weise, die auf die Anwesenheit von etwas sehr Massivem hindeutete, möglicherweise dichter als Gestein.
Die meisten Gesteine wie Granit haben eine Dichte von 2 bis 3 Gramm pro Kubikzentimeter. Der Anteil an Wasser, egal ob flüssig oder eisig, beträgt etwa ein Gramm pro Kubikzentimeter. Metalle wie Eisen sind dichter und liegen zwischen sechs und neun Gramm pro Kubikzentimeter.
„Einige dieser frühen Schätzungen waren wie ‚Wow, das ist wirklich ungewöhnlich‘“, sagte Dr. Bell.
Der Atem scheint fast aus reinem Metall zu bestehen. Der Erdkern besteht aus Eisen und Nickel, und Psyches Messungen haben zu der Idee geführt, dass es sich um die Überreste eines ähnlichen Kerns handeln könnte, der zu einem Kleinplaneten gehört. Solche Welten sind als Planetesimale bekannt, in denen die Temperaturen so hoch sind, dass dichtere Metalle schmelzen und ins Zentrum fallen.
Es ist unmöglich, den Kern eines Planeten wie der Erde 1.800 Meilen unter der Oberfläche zu erforschen, aber ein Besuch in Psyche könnte weitere Informationen darüber liefern, was sich im Zentrum unseres Planeten befindet.
Oder diese Hypothese könnte völlig falsch sein.
„Der psychologische Zustand könnte etwas völlig anderes sein“, sagte Dr. Elkins-Tanton. „Ich mag es, völlig überrascht zu werden.“
Neuere Messungen haben zu niedrigeren Schätzungen der Dichte des Asteroiden geführt, nämlich knapp vier Gramm pro Kubikzentimeter: immer noch dichter als Gestein und Eis, aber nicht so dicht wie Metall. Dies deutet darauf hin, dass Psyche aus Metall und etwas anderem besteht: vielleicht einem Stein, vielleicht einem leeren Raum.
„Meine beste Vermutung ist, dass mehr als die Hälfte davon Metall ist, basierend auf den uns vorliegenden Daten“, sagte Dr. Elkins Tanton.
Wenn sich herausstellt, dass Psyche voller Edelmetalle ist, ist es viel zu weit weg, als dass irgendjemand es mit den aktuellen Techniken extrahieren könnte. Dr. Elkins-Tanton weist darauf hin, dass Psyche selbst an seinem nächstgelegenen Punkt etwa 150 Millionen Meilen von der Erde entfernt ist, was etwa dem Fünffachen der Entfernung der Erde vom Mars auf beiden Planeten entspricht. Größtmögliche Annäherung.
Der Start der Psyche-Mission war bereits vor einem Jahr geplant. Das Raumschiff wurde bereits zum Kennedy Space Center verschifft. Es gab jedoch Probleme beim Testen der Navigationssoftware, die das Raumschiff durch das Sonnensystem führen sollte. Dies war auf eine Diskrepanz zwischen dem Flugprogramm und der zur Überprüfung verwendeten Software zurückzuführen. Die Ingenieure hatten nicht genug Zeit, um die Probleme zu lösen, bevor das Startfenster geschlossen wurde.
Das Unabhängige Rezension Der von der NASA in Auftrag gegebene Bericht über verpasste Starts kam zu dem Schluss, dass Änderungen im Kommando, Kommunikationsausfälle, hohe Arbeitsbelastung und die COVID-19-Pandemie zu „einem Umfeld beigetragen haben, in dem Missionen wie Psyche nicht die nötige Aufmerksamkeit erhielten, um Personal und Fachwissen zu verwalten“. Die persönlichen Herausforderungen, denen sie gegenüberstanden.“
Das Projekt ist für 2023 wieder auf Kurs, indem neues Missionspersonal eingestellt, Telearbeit reduziert und weitere Empfehlungen der Überprüfung umgesetzt werden.
Auf dem Weg zur Startrampe gab es weitere Unebenheiten. Der Start von Psyche war für den 5. Oktober geplant, der Start wurde jedoch erneut verschoben, als Tests ergaben, dass die Triebwerke, die das Raumschiff während des Fluges lenkten und kaltes Stickstoffgas freisetzten, höhere Temperaturen als erwartet erzeugten. NASA-Beamte sagten, sie hätten das Problem gelöst, indem sie geplant hätten, die Triebwerke einzuschalten Niedrige Energieniveaus Um zu verhindern, dass sie im Weltraum überhitzen.
Nach dem Start wird die Raumsonde Psyche in Richtung Mars fliegen, wo sie im Mai 2026 am Roten Planeten vorbeifliegen und ihre Schwerkraft als Schleuder auf den Asteroiden Psyche nutzen wird, der im August 2029 nach einer Entfernung von 2,2 Milliarden Meilen eintrifft.
Während ihrer Reise wird Psyche im Rahmen ihrer Reise Lasernachrichten mit der Erde austauschen Ein Experiment namens Optische Kommunikation im Weltraum. Aktuelle Raumschiffe kommunizieren über Radiowellen, aber die Umstellung auf Laser könnte die Bandbreite von Weltraumübertragungen um das Hundertfache erhöhen. Das Laserexperiment wird die erste Demonstration dieser neuen Technologie in großer Entfernung vom Mond sein.
Wenn die Raumsonde den Asteroiden erreicht, wird sie mindestens 26 Monate im Orbit verbringen und Psyche mit verschiedenen Instrumenten untersuchen.
Die Kameras der Mission, sogenannte Multispektralbildgeber, werden den ersten Blick aus der Nähe auf Psyche ermöglichen und Oberflächenmerkmale offenbaren, die von der Erde aus nicht beobachtet werden können. Das Magnetometer an Bord der Raumsonde wird nach Anzeichen eines alten Magnetfelds suchen, das möglicherweise dem vom Erdkern gespeisten Feld ähnelt und möglicherweise in das Gelände des Asteroiden eingeprägt ist.
Das Gammastrahlenspektrometer wird hochenergetische Gammastrahlen und Neutronen erfassen, die entstehen, wenn kosmische Strahlung auf die Oberfläche des Asteroiden trifft. Diese Partikel enthalten Informationen über die Zusammensetzung und Verteilung von Mineralien und Gesteinen in den jenseitigen Landschaften von Psyche.
Schließlich wird die Radioantenne des Raumfahrzeugs verwendet, um das Gravitationsfeld des Asteroiden zu kartieren, indem subtile Verschiebungen in der Frequenz des Doppler-Verschiebungssignals gemessen werden, das ansteigt, wenn es sich auf die Erde zubewegt, und abnimmt, wenn es sich wegbewegt. Das Experiment kann Dichteunterschiede im Asteroiden feststellen, die Aufschluss über seinen Ursprung geben könnten.
„Kein Instrument allein kann uns sagen, ob Psyche ein Kern ist oder nicht“, sagte Ben Weiss, der stellvertretende Hauptermittler der Mission, in einem Bericht. Kurznachrichten vom Donnerstag. „Es sind die Daten, die von all diesen verschiedenen Tools gesammelt werden.“
Seit mehr als 170 Jahren ist Psyche ein winziger Lichtblitz am Himmel. Teleskope haben verlockende Einblicke in seine Dimensionen und Eigenschaften gewährt, doch die Natur dieser einzigartigen Welt bleibt ein Rätsel. Die Raumsonde Psyche ist nun auf dem Weg, zum ersten Mal scharfes Licht auf diesen Asteroiden zu werfen und das Rätsel um seinen Ursprung zu lösen.
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