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

سیارک های کوچک و بزرگ ، 4 میلیارد سال پیش در اطراف مشتری جمع شده اند و شروع به شکل گیری منظومه شمسی کرده اند. 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 یک فضاپیما برای مطالعه این اجداد آسمانی بفرستد.

این اجرام که “سیارک های تروا” نامیده می شوند ، در دو گروه از جمله خورشید به دور مشتری می چرخند. هر دو در دو نقطه لاگرانژی ثابت در فواصل مساوی از خورشید و مشتری واقع شده اند 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 به نام یکی از معروفترین فسیل اجداد بشر نامگذاری شد و اسکلت این فسیل لوسی اطلاعات بی نظیری در مورد تکامل انسان در اختیار ما قرار داد. مانند این فسیل ها ، فضاپیمای لوسی دانش ما را از مبداء سیارات تغییر داده و اطلاعات جدیدی در مورد نحوه شکل گیری منظومه شمسی ارائه می دهد. علاوه بر این ، این اجسام ممکن است حاوی ترکیبات آلی باشند که زمین اولیه را تشکیل داده اند.

زمان پرتاب لوسی است

این فضاپیما با موشک اطلس 5 در 15 اکتبر 2014 ساعت 13:04 به وقت تهران پرتاب می شود و ماموریتی 12 ساله به سمت هشت سیارک مختلف در منطقه انجام می دهد. 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 سیستم های دوتایی تروا هستند که لوسی با یک هدف آنها را دو برابر هدف قرار می دهد.

جزئیات ماموریت لوسی

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

مسیر پیچیده فضاپیمای لوسی از هر دو گروه عبور می کند و نمای کلی سه نوع شیء رایج در منطقه وجود دارد: نوع C- ، P- و D. تروجان های قرمز تیره P- و D مانند سیارک های یخی کمربند کوئیپر هستند که فراتر از نپتون قرار دارند. تروجان های نوع C عمدتا در سطح بیرونی کمربند اصلی سیارک ها بین مریخ و مشتری قرار دارند. به نظر می رسد همه تروجان ها حاوی مقادیر زیادی ترکیبات کربنی بوده و غنی از گرد و غبار ، آب و سایر مواد گازی هستند.

هیچ مأموریت فضایی دیگری در تاریخ به این همه مقصد مختلف در اطراف خورشید ارسال نشده است و لوسی اولین نفر خواهد بود. لوسی برای اولین بار انواع اجرام اولیه در منظومه شمسی را که سیاره ما را ایجاد کرده اند به ما نشان می دهد.

تصویر زیر مسیر لوسی را با رنگ سبز در موقعیتی نشان می دهد که مشتری ثابت می شود و مسیر لوسی به این شکل شکل می گیرد. پس از پرتاب ، لوسی دو بار از نیروی جاذبه زمین برای نزدیک شدن به زمین استفاده می کند و به سرعت در جهت تروجان کمک می کند.

در سالهای 2027 و 2028 ، لوسی از گروه L4 در سیارک Uribets و Lunar Polymel دیدن می کند که با رنگهای سفید و صورتی مشخص شده است. علاوه بر این دو ، او در این مدت سیارک های لوکاس و اوراس را نیز بررسی می کند که با رنگ قرمز نشان داده شده اند. با رفتن از گروه L4 به L5 ، از کمربند اصلی سیارک ها عبور می کند و در سال 2025 به سیارک دونالد جانسون می رسد. نام این سیارک از نام کاوشگر فسیلی لوسی گرفته شده است.

پس از این ملاقات ، لوسی دوباره به زمین نزدیک می شود و با استفاده از گرانش زمین به افزایش سرعت آن کمک می کند. در سال 2033 ، گروه L5 سیارک دوتایی Petroclus-Menoatius را کشف کرد. پس از اتمام ماموریت و بازدید از سیارک Petroclus-Monotius ، لوسی آزاد می شود و هر شش سال دو گروه از تروجان ها در یک مدار ثابت می چرخند و ممکن است هزاران یا میلیون ها سال در این مدار بمانند.

اهداف علمی مأموریت

این اجسام ابتدایی که سیاره های ما را تشکیل داده اند ترکیبات یکپارچه ای ندارند 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 خاصی را روی هریک از این سیارک ها انجام دهد.

یکی از اهداف لوسی مطالعه جغرافیای سطحی این سیارک ها است. لوسی باید از ابزار خود برای به دست آوردن نقشه ای از سطح ، سفیدی یا بازتاب نور سطحی ، توزیع شکل چاله ها و سیارک ها استفاده کند. علاوه بر این ، او باید ساختار سطحی و ظاهر لایه های این سیارک ها را بررسی کرده و عمر هر لایه را تعیین کند.

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

در مرحله دوم ، لوسی ساختار 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 ساختار داخلی این سیارک استفاده می کند. لوسی این کار را با کاوش در گودال ها ، ترک ها و مواد بیرون آمده از سیارک ها انجام می دهد.

یکی از کارهای سرگرم کننده ای که لوسی انجام می دهد 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 جمع آوری و تشکیل جرم جداگانه را ندارند و در اطراف سیارک پهن شده و حلقه ای را تشکیل می دهند.

ابزار علمی لوسی

در این ماموریت ، لوسی با چندین دستگاه 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 دارای دو قسمت است. آرایه تصویربرداری طیفی خطی آتلانتا یا LEISA دستگاهی است که می تواند از طیف سنجی برای تشخیص ساختار سطحی سیارک ها استفاده کند. قسمت دیگر دستگاه یک دوربین چند طیف یا MVIC است که تصاویر رنگی از سطوح سیارک ها را گرفته و به شناسایی ترکیب آنها کمک می کند.
• L’LORRI: این دستگاه یک دوربین تشخیص دور برد رنگ است که می تواند تصاویر بسیار دقیقی از سیارک ها ثبت کند.
• L’TES: طیف سنج تابش حرارتی می تواند دمای سطح یک تروجان را با مشاهده طیف مادون قرمز تابش از سطح تروجان اندازه گیری کرده و به شناسایی خواص فیزیکی سطح سیارک کمک کند.

علاوه بر همه این ابزارها ، لوسی دارای یک دوربین ناوبری است که به شناسایی اندازه و شکل تروجان کمک می کند. آنتن سربار لوسی دو کاربرد دارد که برای ارتباط با زمین و همچنین انجام آزمایشات صوتی و اندازه گیری مقدار زیادی تروجان استفاده می شود.