Het ruimtevaartuig is de eerste die op weg is naar de ruimterotsen die meegaan in de baan van Jupiter
Het Lucy-ruimtevaartuig, hier afgebeeld terwijl het naar een van de Trojaanse asteroïden in de baan van Jupiter schuift, zal naar verwachting een aantal interplanetaire primeurs bereiken.
Voor het eerst gaat een ruimtevaartuig naar Jupiters eigenaardige Trojaanse asteroïden. Wat Lucy vondsten daar kunnen een nieuw kijkje geven in de geschiedenis van het zonnestelsel.
“Lucy zal ons begrip van planetaire evolutie in ons zonnestelsel ingrijpend veranderen”, zei Adriana Ocampo, een planetaire wetenschapper op het NASA-hoofdkwartier in Washington, DC, tijdens een persconferentie op 14 oktober.
De missie wordt op 16 oktober gelanceerd vanaf het Kennedy Space Center in Cape Canaveral, Florida. Live-verslaggeving wordt uitgezonden op NASA TV vanaf 5 uur EDT, in afwachting van een ontploffing van 5:34 uur.
De Trojaanse asteroïden zijn twee groepen ruimterotsen die door de zwaartekracht vastzitten in dezelfde baan als Jupiter rond de zon. Een groep Trojaanse paarden cirkelt voor Jupiter; de andere volgt de gasreus rond de zon. Planetaire wetenschappers denken dat de Trojanen zich op verschillende afstanden van de zon kunnen hebben gevormd voordat ze in hun huidige huizen vermengd raakten. De asteroïden kunnen ook enkele van de oudste en meest ongerepte objecten in het zonnestelsel zijn.
De missie markeert verschillende andere primeurs, van het soort objecten dat het zal bezoeken tot de manier waarop het zijn instrumenten aandrijft. Hier zijn vijf leuke dingen om te weten over ons eerste bezoek aan de Trojaanse paarden.
1. De Trojaanse asteroïden zijn een tijdcapsule van het zonnestelsel.
De Trojanen bezetten plekken die bekend staan als Lagrangiaanse punten, waar de zwaartekracht van de zon en van Jupiter elkaar effectief opheffen. Dat betekent dat hun banen miljarden jaren stabiel zijn.
“Ze werden waarschijnlijk in hun baan gebracht door de laatste ademtocht van het planeetvormingsproces”, zei de hoofdonderzoeker van de missie, Hal Levison, een planetaire wetenschapper aan het Southwest Research Institute in Boulder, Colorado, op 28 september in een nieuwsbriefing.
Maar dat betekent niet dat de asteroïden allemaal hetzelfde zijn. Wetenschappers kunnen vanaf de aarde zien dat sommige Trojaanse paarden grijs en sommige rood zijn, wat aangeeft dat ze zich mogelijk op verschillende plaatsen hebben gevormd voordat ze zich in hun huidige banen vestigden. Misschien vormden de grijze zich dichter bij de zon en de rode zich verder van de zon, speculeerde Levison.
Het bestuderen van de overeenkomsten en verschillen van de Trojaanse paarden kan planetaire wetenschappers helpen uit te zoeken of en wanneer de reuzenplaneten bewogen voordat ze zich in hun huidige posities vestigden (SN: 4/20/12). “Dit vertelt ons iets heel fundamenteels over de vorming van het zonnestelsel”, zei Levison.
2. Het ruimtevaartuig zal meer individuele objecten bezoeken dan enig ander afzonderlijk ruimtevaartuig.
Lucy zal acht asteroïden bezoeken, inclusief hun manen. Tijdens zijn 12-jarige missie zal het een asteroïde bezoeken in de belangrijkste asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter, en zeven Trojaanse paarden, waarvan twee binaire systemen waarbij een paar asteroïden om elkaar heen draaien.
“We gaan de meeste asteroïden ooit bezoeken met één missie”, zei planetaire wetenschapper Cathy Olkin, plaatsvervangend hoofdonderzoeker van Lucy, in de briefing van 14 oktober.
Het ruimtevaartuig zal de samenstelling, vorm, zwaartekracht en geologie van de asteroïden observeren voor aanwijzingen over waar ze zijn gevormd en hoe ze bij de Lagrangiaanse punten zijn gekomen.
De eerste bestemming van het ruimtevaartuig, in april 2025, zal een asteroïde in de hoofdgordel zijn. Vervolgens zal het vijf asteroïden bezoeken in de groep Trojaanse paarden die voor Jupiter om de zon draaien: Eurybates en zijn satelliet Queta in augustus 2027; Polymele in september 2027; Leucus in april 2028; en Orus in november 2028. Ten slotte zal het ruimtevaartuig naar de andere kant van Jupiter verschuiven en in maart 2033 de twee asteroïden Patroclus en Menoetius in de achtervolgende groep ruimterotsen bezoeken.
Het ruimtevaartuig zal op geen van zijn doelen landen, maar het zal binnen 965 kilometer van hun oppervlak duiken met snelheden van 3 tot 5 meter per seconde in verhouding tot de snelheid van de asteroïden door de ruimte.
U hoeft zich geen zorgen te maken over botsingen terwijl u door deze asteroïdeclusters ritselt, zei Levison. Hoewel er ongeveer 7.000 bekende Trojaanse paarden zijn, liggen ze erg ver uit elkaar. “Als je op een van onze doelen zou staan, zou je niet kunnen zien dat je deel uitmaakte van de zwerm,” zei hij.
3. Lucy zal een rare vliegroute hebben.
Om zoveel stops te maken, zal Lucy een ingewikkeld pad moeten nemen. Ten eerste zal het ruimtevaartuig twee keer langs de aarde vliegen om een zwaartekrachtstoot van onze planeet te krijgen die het verder zal helpen naar zijn eerste asteroïde.
De dichtstbijzijnde flyby van de aarde, in oktober 2022, zal hem binnen 300 kilometer van het aardoppervlak brengen, dichterbij dan het internationale ruimtestation, de Hubble-ruimtetelescoop en vele satellieten, zei Olkin. Waarnemers op aarde kunnen het misschien zelfs zien. ‘Ik hoop in de buurt te komen van waar het voorbij vliegt en omhoog te kijken en Lucy over een jaar voorbij te zien vliegen,’ zei ze.
Dan, in december 2030, na meer dan een jaar de “leidende” zwerm Trojaanse paarden te hebben verkend, zal Lucy terugkeren naar de omgeving van de aarde voor nog een boost. Die laatste zwaartekrachtkatapult zal het ruimtevaartuig naar de andere kant van de zon sturen om de “achterblijvende” zwerm te bezoeken. Dit zal Lucy het eerste ruimtevaartuig maken dat ooit naar het buitenste zonnestelsel zal gaan en weer in de buurt van de aarde zal terugkeren.
4. Lucy zal verder van de zon reizen dan enig ander vaartuig op zonne-energie.
Een ander record dat Lucy gaat breken heeft te maken met zijn krachtbron: de zon. Lucy zal op zonne-energie werken tot 850 miljoen kilometer van de zon, waardoor het het verst op zonne-energie aangedreven ruimtevaartuig ooit is.
Om dat te bereiken heeft Lucy een paar enorme zonnepanelen. Elke 10-zijdige array is meer dan 7,3 meter breed en bevat ongeveer 4.000 zonnecellen per paneel, zei Lucy-projectmanager Donya Douglas-Bradshaw in een nieuwsbriefing op 13 oktober. Als Lucy aan het ene uiteinde staat, zouden Lucy en zijn zonnepanelen even groot zijn als een gebouw van vijf verdiepingen.
“Het is een zeer ingewikkeld, verfijnd ontwerp,” zei ze. Het voordeel van het gebruik van zonne-energie is dat het team kan aanpassen hoeveel stroom het ruimtevaartuig nodig heeft op basis van hoe ver van de zon het is.
5. De inspiratie voor Lucy’s naam is beslist aardgebonden.
NASA-missies worden vaak genoemd naar beroemde wetenschappers, of met acroniemen die beschrijven wat de missie zal doen. Lucy daarentegen is vernoemd naar een fossiel.
Het idee dat de Trojanen geheimen hebben voor de geschiedenis van het zonnestelsel, maakt deel uit van hoe de missie zijn ongebruikelijke naam kreeg. Om dit te begrijpen, ga terug naar 1974, toen paleoantropoloog Donald Johanson en een afgestudeerde student een fossiel ontdekten van een menselijke voorouder die 3,2 miljoen jaar geleden had geleefd. Na die avond in het kamp naar het Beatles-nummer ‘Lucy in the Sky with Diamonds’ te hebben geluisterd, noemde het team van Johanson de fossiele mensachtige ‘Lucy’. (In een poëtische echo heet de eerste asteroïde die het Lucy-ruimtevaartuig zal bezoeken, Donaldjohanson.)
Planetaire wetenschappers hopen dat de studie van de Trojanen een revolutie teweeg zal brengen in ons begrip van de geschiedenis van het zonnestelsel, op dezelfde manier als het bestuderen van Lucy’s fossiel ons begrip van de menselijke geschiedenis radicaal veranderde.
“We denken dat deze asteroïden fossielen zijn van de vorming van het zonnestelsel”, zei Levison. Dus zijn team noemde het ruimtevaartuig naar het fossiel.
Het ruimtevaartuig heeft zelfs een diamant in een van zijn instrumenten om lichtstralen te helpen splitsen. Planetaire wetenschapper Phil Christensen van de Arizona State University in Tempe zei tijdens de briefing van 14 oktober: “We sturen echt een diamant de lucht in met Lucy.”
