Этот странный металлический предмет может раскрыть секреты, сокрытые внутри Земли

Французский писатель Жюль Верн восхищал читателей 19 века заманчивой идеей о том, что путешествие к центру Земли действительно возможно.

С тех пор ученые давно признали, что литературное путешествие Верна было всего лишь наукой. вымысел. Экстремальные температуры недр Земли — около 10 000 градусов по Фаренгейту (5 537 по Цельсию) в ядре — и сопутствующее сокрушительное давление, которое в миллионы раз больше, чем на поверхности, не позволяют людям спускаться очень далеко.

Тем не менее, кое-что известно о недрах Земли. Например, геофизики обнаружили, что ядро ​​состоит из твердой сферы из железа и никеля, которая составляет 20 процентов радиуса Земли, окруженной оболочкой из расплавленного железа и никеля, которая охватывает дополнительные 15 процентов радиуса Земли.Это и остальные наши знания о недрах нашего мира были получены косвенно — либо путем изучения магнитного поля Земли, либо того, как волны землетрясений отражаются от различных слоев под поверхностью Земли.

Но косвенные открытия были обнаружены его ограничения. Как ученые могут узнать больше о недрах нашей планеты?

Планетарные ученые, такие как я, считают, что лучший способ узнать о недрах Земли – это отправиться в открытый космос.

Роботизированная миссия НАСА к металлу Старт планеты запланирован на 5 октября 2023 года. Эта миссия, летящий туда космический корабль и мир, который он будет исследовать, имеют одно и то же имя — Психея. И вот уже шесть лет я работаю в команде NASA Psyche.

Об астероиде Psyche

Астероиды — это маленькие миры, некоторые из которых размером с небольшой город, а другие — с как маленькие страны. Это строительные блоки, оставшиеся от раннего и бурного периода Солнечной системы, периода формирования планет.

Хотя большинство астероидов состоят из скал, льда или их комбинации, возможно, 20 процентов астероидов состоят из металлов. , и похожи по составу на ядро ​​Земли.

Поэтому заманчиво представить, что эти металлические астероиды являются кусками ядер некогда существовавших планет, разорванных на части древними космическими столкновениями друг с другом. Возможно, изучая эти фрагменты, ученые могли бы напрямую узнать, на что похоже ядро ​​планеты.

Психея — самый крупный из известных металлических астероидов. Обнаруженная в 1852 году, Психея имеет ширину Массачусетса, сплющенную сферическую форму, напоминающую подушечку для булавок, и орбиту между Марсом и Юпитером в главном поясе астероидов. Астроном-любитель может увидеть Психею в телескоп на заднем дворе, но она выглядит только как точка света.

О миссии Психея

В начале 2017 года НАСА одобрило миссию стоимостью 1 миллиард долларов США. к Психею. Для выполнения своей работы космическому кораблю без экипажа не нужно приземляться — вместо этого он будет неоднократно и методично облетать астероид, начиная с 435 миль (700 километров) и затем спускаясь на 46 миль (75 км) от поверхности. и, возможно, даже ниже.

После прибытия в августе 2029 года зонд потратит 26 месяцев на картографирование геологии, топографии и гравитации астероида; он будет искать признаки магнитного поля; и он сравнит состав астероида с тем, что ученые знают или думают, что знаем о ядре Земли.

Главные вопросы таковы: действительно ли Психея представляет собой незащищенное планетарное ядро? Является ли астероид одним большим каменным валуном, грудой щебня из более мелких валунов или чем-то совершенно другим? Есть ли признаки того, что предыдущие внешние слои этого маленького мира — кора и мантия — были давным-давно насильственно сорваны? И, возможно, самый важный вопрос: можно ли экстраполировать то, что мы знаем о Psyche, для решения некоторых загадок ядра Земли?

О космическом корабле Psyche

Корпус зонда примерно такого же размера и массы, как большой внедорожник. Солнечные батареи, простирающиеся чуть шире теннисного корта, питают камеры, спектрометры и другие системы.

Ракета SpaceX Falcon Heavy доставит Психею с Земли. В остальном Psyche будет полагаться на ионный двигатель — мягкое давление ионизированного газа ксенона, выбрасываемого из сопла, обеспечивает непрерывный, надежный и недорогой способ вывести космический корабль в Солнечную систему.

Путешествие по медленной спирали протяженностью 2,5 миллиарда миль (4 миллиарда километров), которое включает в себя облет Марса с помощью гравитации, займет почти шесть лет. На протяжении всего круиза команда Psyche из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, штат Калифорния, и здесь, в Университете штата Аризона в Темпе, будет поддерживать постоянный контакт с космическим кораблем. Наша команда будет отправлять и получать данные, используя гигантские радиоантенны Deep Space Network НАСА.

Даже если мы узнаем, что Психея не является древним планетарным ядром, мы обязаны значительно расширить наши знания о Солнечная система и то, как формируются планеты. В конце концов, Психея по-прежнему не похожа ни на один из миров, которые когда-либо посещали люди.

Возможно, мы пока не можем путешествовать к центру Земли, но роботизированные аватары в такие места, как Психея, могут помочь раскрыть тайны, скрытые глубоко внутри. планеты, включая нашу собственную.

Джим Белл, профессор Земли и Space Exploration, Университет штата Аризона

Эта статья перепечатана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите исходную статью.