La misión Psyche de la NASA obtendrá datos muy relevantes del origen de nuestro sistema solar

Preparada para su lanzamiento el año que viene, la Misión Psyche de la NASA, será la primera en 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” y la realidad aún no ha alcanzado esa aventura de ciencia ficción. No podemos abrir un agujero hacia el núcleo metálico de nuestro planeta, pero la NASA ha desarrollado una misión que visitará un asteroide gigante que puede estar compuesto por los restos congelados del núcleo fundido de lo que pudo ser un planeta.

El asteroide Psyche está ubicado en el cinturón de asteroides principal, entre Marte y Júpiter. Estudiando los datos obtenidos por radar y telescopios ópticos, los científicos consideran que Psyche está constituido en gran medida por metal. Puede que sea una parte o el núcleo completo de hierro de un planeta temprano despojado de su manto y corteza, probablemente debido a que sufrió múltiples colisiones con otros cuerpos grandes durante los inicios de la formación del sistema solar.

El asteroide, que es de aproximadamente 280 kilómetros de ancho, también podría ser el trozo sobrante de un cuerpo rico en hierro que se formó a partir de material metálico en algún lugar del sistema solar.

La Misión de la Psyche de la NASA espera desvelar su origen. La nave espacial, cuyo lanzamiento está previsto para agosto de 2022, orbitará durante dos años el asteroide de mismo nombre, tomando imágenes, mapeando la superficie y buscando pruebas de que en el pasado contara con un campo magnético. Psyche también estudiará los neutrones y los rayos gamma provenientes de la superficie del asteroide para ayudar a determinar su composición elemental.

Los ingenieros del Jet Propulsion Laboratory de la NASA en el sur de California, integraron el magnetómetro en la nave espacial Psyche, el 28 de junio de 2021. El instrumento ayudará a determinar si el asteroide Psyche es parte de un planetoide.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.

“Hay muchas preguntas básicas sobre Psyche que no están respondidas”, dijo la investigadora principal de la misión, Lindy Elkins-Tanton, de la Universidad Estatal de Arizona. “Y con cada nuevo detalle que podemos obtener desde la Tierra, se vuelve más difícil hacer una historia sensata. Realmente no sabemos qué vamos a ver hasta que lo visitemos, y nos sorprendamos”.

Las observaciones anteriores llevaron a los científicos a creer que el asteroide era hasta el 90% de metal. Un conjunto de investigaciones recientes lideradas por Elkins-Tanton (que utilizaron mediciones de densidad actualizadas) estiman que el asteroide tiene una composición metálica de entre el 30% y el 60%.

A los científicos les desconcierta el hecho de que Psyche parece tener poca cantidad de óxidos de hierro, que son compuestos químicos de hierro y oxígeno. Marte, Mercurio, Venus y Tierra poseen estos compuestos en mayor cantidad. “Entonces, si somos correctos, Psyche es una mezcla de metal y roca, y la parte rocosa tiene muy poco óxido de hierro, por lo que tiene que haber una historia extraña sobre cómo se creó, ya que no se ajusta a las historias estándar de creaciones planetarias”, dijo Elkins-Tanton.

Esta foto muestra el generados de imagen multiespectral de Psyche, en el proceso de ensamblaje y pruebas, que tuvo lugar el 13 de septiembre de 2021, en Malin Space Science Systems en San Diego, California.
Créditos: NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS.
El misterio de Psyche

Los científicos no saben dónde se formó Psyche. Pudo haberse originado dentro del cinturón de asteroides principal, pero también es posible que naciera en la misma zona que los planetas internos como la Tierra; o en el sistema solar externo, donde se residen los planetas gigantes como Júpiter. Ninguna opción sobre su origen conlleva una explicación sencilla acerca de su ubicación actual a 450 millones de kilómetros del sol.

Los asteroides en general pueden ofrecer información sobre la formación de los planetas y cómo fue el sistema solar temprano, hace 4,6 mil millones de años. 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 señala una nueva historia desconocida sobre cómo evolucionaron los asteroides”, dijo Bill Bottke, científico de la misión de Psyche, del Southwest Research Institute en Boulder, Colorado. “Esa es una pieza de la historia que no tenemos ahora. Al unir esa pieza junto con todas las demás que tenemos, continuaremos afinando el conocimiento de cómo el sistema solar se formó y evolucionó desde el principio”.

En el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, un ingeniero inspecciona el espectrómetro de rayos gamma y de neutrones, ya integrado en la nave espacial de la Psyche de la agencia. El instrumento ayudará a determinar los elementos que conforman al asteroide Psyche.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.
Instrumentos de la nave espacial

Para ayudar a descubrir los orígenes del asteroide, la investigación científica de la misión utilizará un magnetómetro, un espectrómetro de neutrones y rayos gamma, y un creador de imagen multiespectral. Los científicos saben que el asteroide no genera un campo magnético como la Tierra, pero si Psyche tuvo un campo magnético en el pasado, podría permanecer registrado en su material. El magnetómetro, con sus sensores montados en una pluma de 2 metros, podrá determinar si Psyche aún está magnetizado. De ser así, confirmaría que el asteroide es parte del núcleo de un planetesimal temprano.

El espectrómetro de neutrones y ratos gamma del orbitador ayudará a los científicos a determinar los elementos químicos del asteroide. Como los rayos cósmicos y las partículas de alta energía impactan en la superficie de la Psyque, los elementos que conforman el material de la superficie absorben esa energía. Los neutrones y los rayos gamma que emiten en respuesta a ese bombardeo, pueden detectarse a través del espectrómetro, que permitirá determinar a los científicos, la composición del asteroide.

Al mismo tiempo, un par de cámaras conformarán el creador de imagen multiespectral, que será sensible a la luz más allá de lo que pueden percibir nuestros ojos, utilizando filtros en las longitudes de onda ultravioleta y casi infrarroja. La luz reflejada en estos filtros ayudará a determinar la mineralogía de cualquier material rocoso que pueda existir en la superficie de Psyche.

Esta ilustración muestra la nave espacial Psyche de la NASA, que se lanzará en agosto de 2022.
Créditos: NASA/JPL-Caltech/ASU.

El sistema de telecomunicaciones de la nave espacial también ayudará a desarrollar el proyecto científico. El sistema de radio de banda X se usa principalmente para enviar comandos a la nave espacial y recibir datos científicos y de ingeniería. Los científicos también podrán analizar cambios sutiles en estas ondas de radio, para medir el campo de rotación, bamboleo, masa y gravedad del cuerpo, proporcionando pistas adicionales sobre la composición y la estructura del interior de Psyche.

Antes de que alguno de estos análisis científicos se ponga en marcha, habrá imágenes. A finales de 2025, tres años después del lanzamiento, Psyche estará a la vista del asteroide, y el equipo de imágenes estará en alerta alta.

“Incluso antes de entrar en órbita, comenzaremos a obtener imágenes mucho mejores que las que podamos obtener con los telescopios en la Tierra. Comenzaremos a desentrañar características, ver grandes cráteres, cuencas de cráter, tal vez rangos de montaña. ¿Quién sabe lo que veremos? “Dijo Jim Bell, de la Universidad Estatal de Arizona, investigador principal de Psyche e Imager Team Lead. “Todo lo que sabemos es que la realidad de Psyche será incluso más limitada y más hermosa de lo que podemos imaginar”.

Más sobre la misión

ASU lidera la misión de Psique. El Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en el sur de California, es responsable de la gestión general de la misión, ingeniería del sistema, integración, prueba, y operaciones de la misión. La fase de misión conocida como asamblea, operaciones de prueba y lanzamiento, está en marcha actualmente en JPL. Para la próxima primavera, Psyche estará completamente ensamblada y lista para enviarla al Kennedy Space Center de la NASA.

JPL también proporciona un instrumento de demostración tecnológica llamado Deep Space Optical Communications que viajará a bordo de Psyche, y que probará las comunicaciones láser de datos de alta calidad, que podrían ser utilizadas por futuras misiones de la NASA.

Psyche es la 14ª misión seleccionada como parte del Discovery Program de la NASA.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.