DTU Space deltager i banebrydende NASA-mission til fjern asteroide

(NB: Psyche-missionen blev opsendt fredag 13. oktober kl. 16.19 dansk tid. Opdateret 14. oktober).

Siden den blev opdaget i 1852, har asteroiden, som kaldes 16 Psyche, været lidt af et mysterium. Det var den 16. asteroide, der blev opdaget på det tidspunkt. Og den skiller sig så meget ud fra andre asteroider, at den blev opkaldt efter den smukke, men ensomme Psyke, gudinde for sjælen i den græske mytologi.

Senere har man fundet ud af, at asteroiden formentlig primært består af metal, sandsynligvis har haft et magnetfelt og måske kan have været kernen i en jordlignende planet.

Nu vil NASA udforske den med en unik mission ved at sende et fartøj i kredsløb om den. Fartøjet, der skal udforske asteroiden, skal efter planen sendes i rummet i morgen den 12. oktober. Det er den første mission nogensinde for at studere en metalrig asteroide.

Et af missionens hovedformål er at opnå ny viden om 16 Psyche og om dannelsen af asteroider og planeter som Jorden. Fartøjet har tre instrumenter, der skal udforske 16 Psyche i hidtil uset detaljeringsgrad.

Det ene er designet, udviklet og bygget på DTU Space. Det er et system med to magnetometre, der skal undersøge, om 16 Psyche har et magnetfelt, eller om der findes svage magnetiske spor af et tidligere magnetfelt.

Afdelingsleder på DTU Space, professor John Leif Jørgensen, er stolt af, at hans afdeling bidrager til missionen.

"Det her er en af NASA's helt store exploration-missioner i 2020-30’erne, som handler om grundforskning og om at gå til grænsen af, hvad der teknologisk er muligt. Vi ser det som en stor anerkendelse af DTU og DTU Space, at NASA har inviteret os til at bidrage med et af de tre nøgleinstrumenter til missionen," siger han.

Stor dansk ekspertise bag samarbejde med NASA

Eksperterne på DTU har stor ekspertise i magnetometer-teknologi, som både anvendes på Jorden og i rummet til at forstå magnetfelter og de fænomener, der er forbundet med dem.

For eksempel ville der ikke være liv her på jorden, som vi kender det, uden et magnetfelt. Jorden er omgivet af et kraftigt magnetfelt, der skærmer mod skadelig stråling fra rummet. På Mars er der intet kraftigt magnetfelt til at beskytte mod denne stråling.

”Vi har stor ekspertise i at udvikle magnetometre til brug både på Jorden og i rummet, derfor har NASA valgt os som partner på Psyche-missionen. Vi udviklet, kalibreret og leveret hardwaren i form af de to magnetometre, der skal bruges,” siger professor på DTU Space, José M.G. Merayo, som er chief magnetometer designer og co-investigator på NASA-missionen.

”Vores partnere på MIT er ansvarlige for de videnskabelige undersøgelser og behandling af de data, der hentes med magnetometrene, det er et superspændende samarbejde”.

Hvis der er spor efter et magnetfelt, så kan det meget vel være, at asteroiden kan have været en del af en planet. Det kunne være en planet på et tidligt stadie, der ligesom jorden har haft en flydende og roterende kerne af metal. For det er denne kerne, der danner det magnetfelt, der omgiver Jorden. Mens Jorden og andre sten/klippe-planeter fortsatte med at akkumulere materiale omkring deres metalrige kerner for omkring 4,5 milliarder år siden, kan Psyche have mødt en tidlig afslutning.

”En af teorierne er så, at denne planet på et tidligt tidspunkt i sin dannelse kan være blevet ramt af eksempelvis en anden asteroide eller sten/klippe-materiale, som har slået skallen af, så dens flydende kerne af metal er blevet blottet og derefter størknet,” fortæller John Leif Jørgensen.

Og denne størknede kerne er altså i dag asteroiden 16 Psyche, som måler cirka 280 gange 232 km. Den kan, mener forskerne, indeholde samme slags elementer, som også dannede Jordens kerne.

Ved at udforske 16 Psyche kan man altså få et indblik i, hvad jordens kerne består af. Noget man aldrig ville kunne undersøge her på jorden, da man ikke kan nå ind til kernen i jordens indre, som desuden stadig er en flydende, brandvarm metal-masse.

Sendes i rummet fra legendarisk launch pad

Hvis alt går efter planen, sendes fartøjet i rummet torsdag kl. 16.16 dansk tid fra den legendariske Launch Pad 39A på Kennedy Space Center i Florida, hvorfra USA’s månemissioner i 1960’erne blev opsendt.

Her er både José M.G. Merayo og John Leif Jørgensen til stede for at se deres værk blive sendt afsted.

Psyche er i kredsløb om Solen mellem planeterne Jupiter og Mars cirka 500 mio. km. fra Jorden. Men rumfartøjet kan ikke flyve derud i lige linje, og skal tilbagelægge hele 3,6 mia. km., før det kan komme i kredsløb. Blandt andet flyves forbi Mars, hvis tyngdefelt øger fartøjets hastighed, og sender det videre mod asteroiden.

Rejsen tager seks år i alt.

Den længste rumrejse for dansk magnetometer-teknologi

Det er første gang, at et dansk magnetometer sendes så langt ud i rummet.

De to øvrige instrumenter ombord er en Multispektral Imager og et Gamma-Ray and Neutron Spectrometer. Det første består af et kamera-system til at fotografere overfladen af asteroiden i forskellige bølgelængder af lys, både det synlige og ikke-synlige område.

Det andet instrument skal bestemme de kemiske elementer og grundstoffer, der udgør asteroidens overflademateriale. Det sker via måling af den energi, der udsendes fra asteroiden, når dens overflade rammes af kosmiske stråler og højenergipartikler fra rummet.

Ved hjælp analyser af radiobølger fra Psyche-fartøjets kommunikationsudstyr vil man desuden være i stand til at bestemme asteroidens masse, rotation og gravitations/tyngdefelt.

Derudover tester missionen også hurtig laser-kommunikation mellem jorden og rummet over store afstande. Det er teknologi, der eksempelvis kan anvendes til fremtidige missioner til Mars.

Kort efter opsendelsen foretages den indledende kontrol af instrumenterne ombord. Efter cirka en uge tændes for de danske magnetometre. De vil være i drift under hele rejsen ud til asteroiden og måle magnetfelterne omkring rumfartøjet og sende data til jorden. Blandt andet om solens magnetfelt. Forskerne på MIT og DTU vil bruge dem til at finpudse deres forståelse af, hvad de kan finde omkring selve asteroiden.

De øvrige instrumenter kontrolleres et par måneder efter opsendelsen. Blandt andet bliver der taget billeder med missionens kamera-system, som vil blive sendt ned til jorden.