La NASA va explorer ce qui pourrait être le noyau de fer d’une ancienne planète

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Psyché fait le tour du soleil dans la principale ceinture d’astéroïdes du système solaire, entre les orbites de Mars et de Jupiter. D’une largeur de 140 milles, l’astéroïde est l’un des objets les plus scientifiquement intrigants de la ceinture.

Un cercle flou et blanc déformé se trouve sur un fond noir de jais.
Image de l’astéroïde 16 Psyche capturée par le Very Large Telescope à l’aide de la technologie d’optique adaptative. (ESO/LAM/Très Grand Télescope)

La densité de Psyché, calculée à partir d’une masse estimée par son influence gravitationnelle sur d’autres astéroïdes et d’une mesure de taille effectuée par l’enquête infrarouge IRAS, indique aux scientifiques que l’astéroïde est en grande partie composé de métal, contrairement aux astéroïdes typiques, qui sont rocheux.

C’est pourquoi les scientifiques pensent qu’il pourrait s’agir du noyau métallique dense d’une ancienne planète, dont les couches rocheuses extérieures pourraient avoir été détruites par des collisions avec d’autres objets.

Si l’astéroïde Psyché est le noyau de fer d’une ancienne planète ou d’un planétoïde, alors cela peut être une occasion rare d’examiner directement un noyau planétaire – une opportunité que les planètes entièrement formées n’offrent pas, cachant leurs précieux noyaux en secret sous des centaines ou des milliers de kilomètres de roche et de magma.

Une planète qui aurait pu être ?

On pense que le système solaire primitif était un endroit tumultueux, rempli d’astéroïdes, de comètes et de « planétésimaux » – des objets primordiaux de plus d’un kilomètre qui ont fusionné les uns avec les autres pour former des planètes. Tous ces objets volant autour se sont fréquemment brisés contre d’autres gros objets. Les collisions les ont remodelés et ils se sont progressivement reconstruits au fil du temps à partir d’un bombardement continuel de morceaux plus petits.

Au fur et à mesure que ces objets spatiaux sont devenus plus gros, la force de leur gravité a également augmenté, ce qui a entraîné encore plus de choses, et ils ont fait boule de neige. Certains ont rapidement dominé leurs régions du système solaire, et deviendraient finalement les planètes que nous connaissons aujourd’hui.

Une image de la Terre bleue, blanche et verte avec une coupe qui montre sa croûte rouge foncé ;  manteau supérieur et manteau rouge plus clair;  noyau externe jaune-rouge;  et noyau interne jaune vif.
Vue en coupe de la Terre montrant la structure interne en couches telle que nous la comprenons grâce à des mesures et des observations indirectes. (NASA)

Ces planètes – en grande partie fondues à cause de la chaleur incroyable générée par les impacts et le bombardement de leur formation – ont subi un processus appelé différenciation, dans lequel des matériaux plus lourds, comme les métaux, ont coulé pour former leurs noyaux, tandis que des éléments plus légers – tels que les silicates – ont flotté vers le surface. Cet effet de superposition a conduit aux structures des planètes et des lunes que nous connaissons aujourd’hui, avec des noyaux denses et riches en métaux entourés de manteaux de matériaux plus légers.

L’exploration directe d’un noyau planétaire unique fournirait des informations sur la formation et le développement de planètes, comme la Terre, qui ne peuvent autrement être glanées qu’indirectement grâce à des mesures de la gravité et du mouvement de ondes sismiques traversant l’intérieur d’une planète.

Propulsion électrique solaire

Le vaisseau spatial Psyche sera spécialement équipé d’un moteur de haute technologie pour le propulser dans son voyage et son éventuel rendez-vous avec l’énorme astéroïde de fer.

Photo du vaisseau spatial Psyche de la NASA pendant la construction au Jet Propulsion Laboratory. (NASA/JPL-Caltech)

Le moteur ressemble à quelque chose d’un roman de science-fiction.

La plupart des sondes robotiques envoyées dans des régions éloignées du système solaire s’appuient sur l’élan de leur lancement depuis la Terre et sur les changements de vitesse et de trajectoire fournis par la gravité des planètes qu’elles survolent.

Le vaisseau lié à la Psyché utilisera propulsion solaire-électrique pour changer de cap et de vitesse et finalement s’installer en orbite autour de l’astéroïde de destination. La NASA a déjà testé des systèmes de propulsion similaires, comme sur le Espace lointain 1 et Vaisseau spatial de l’aube.

Voici comment cela fonctionne : En utilisant l’électricité générée avec des panneaux solaires, des atomes lourds (dans ce cas le xénon) sont ionisés et accélérés par des champs électriques, puis projetés dans l’espace dans un faisceau à grande vitesse pour produire une poussée.

Un propulseur noir et rond avec des anneaux intérieurs bleu vif.
Un moteur de propulsion solaire-électrique testé sur Terre. Le moteur utilise un faisceau d’ions accélérés comme poussée. (NASA)

Bien que ce moteur n’ait pas le umph brut d’une fusée à combustion chimique conventionnelle, il présente des avantages distincts.

D’une part, la propulsion solaire-électrique est beaucoup plus efficace, faisant le meilleur usage de son propulseur avec beaucoup moins de déchets. Et puisque la source d’énergie qui le propulse provient de la lumière du soleil, le vaisseau spatial n’a pas besoin de transporter le poids de combustible chimique ou nucléaire.

Et bien que la puissance de cette poussée du moteur soit modeste, il peut fonctionner en continu, la douce accélération s’accumulant sur une longue période de temps.

Le vaisseau spatial Psyche arrivera à destination en 2026, quatre ans seulement après son lancement. Ensuite, nous pouvons entrevoir les secrets de la naissance et du développement d’une planète. Le genre d’informations que notre propre Terre garde enfouies sous des milliers de kilomètres de roche.

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