你的本周美国宇航局到一颗金属小行星“心灵”使命的完整指南

资深撰稿人 Jamie Carter

Sep 28, 2023,07:15pm EDT

SCIENCE

我激励人们去观星和体验日食

 艺术家的小行星心灵（Psyche）的概念。MAXAR/ASU/P. RUBIN/NASA/JPL-CALTECH

当本周晚些时候它的心灵号（Psyche）航天器搭乘在SpaceX 隼重型火箭上发射时美国宇航局正处于一项独特新使命的风口浪尖上。

当这艘太阳能航天器在2029年达到它的目标时，它将首次束射回一个富含金属小行星的图像。这颗小行星是如此的反射以至于行星科学家认为它可能是一个失败行星的核，赋予他们探究像地球这样的行星如何在早期太阳系中形成。

这里是您需要来知道有关美国宇航局的心灵号使命的一切，确实是一个多年来最令人兴奋的冒险。

什么是心灵？

它既是一颗独特的小行星（技术上叫 16 Psyche)又是一艘即将去探索它的美国宇航局宇宙飞船。华盛顿美国宇航局总部行星科学部主任罗立格雷兹说，“我们将这个使命命名为心灵号以便没有人会忘记我们正在做的”。

这颗马铃薯形的小行星在它的最宽点测量173英里（280公里），是已知似乎主要由金属弄成的九颗小行星之一。我们知道这一点，因为它是超常的反射的。它是1862年起从来发现的第16颗小行星（因此得名）。

心灵在哪里？

在后院的一个望远镜里，16 Psyche是微小的。甚至在哈勃太空望远镜中它也只覆盖几个像素。

心灵在一个椭圆形路径中环绕太阳，总是在火星和木星之间的小行星带中距离我们的恒星2.35亿英里（3.78亿公里）至3.09亿英里（4.97亿公里）之间。这大约比地球距离太阳更远三倍。

Forbes Daily: Get our best stories, exclusive reporting and essential analysis of the day’s news in your inbox every weekday.

Sign Up

By signing up, you accept and agree to our Terms of Service (including the class action waiver and arbitration provisions), and Privacy Statement.

然而，该航天器的到小行星的六年旅程总计将超过约22亿英里（36亿公里），因为它不能在一个直线中旅行。它的旅程是共卷的，2026年5月飞越火星来给它一个加速起来。

美国宇航局的心灵号航天器将沿着一个螺旋路径到达小行星心灵，如图所示，该图标有主要使命的关键里程碑。美国宇航局的深空光通信（DSOC）技术演示的测试周期被用红点表示。NASA/JPL-CALTECH

心灵号使命何时发射

心灵号使命计划于美国东部时间2023年10月5日（延迟至12日）星期四上午10：38从佛罗里达州的美国宇航局肯尼迪航天中心发射，心灵号使命是一个环绕太阳在火星和木星之间旅行到金属小行星的旅程。它将从该中心的发射综合体39A搭乘在SpaceX 隼重型火箭上发射 - 这是美国宇航局来这样做的第一个行星使命。

为什么心灵号使命是如此令人兴奋

该使命从富含金属的小行星学的可能会告诉我们更多关于行星如何形成，但真相是行星科学家不知道他们将在16 Psyche发现什么。亚利桑那州立大学心灵号的首席研究员林迪埃尔金丝谭盾说，“我们已经访问了------要么是人要么是机器人------由像水星、金星、火星和我们的月球弄成的岩石体以及像木星和外部巨行星一样冰和气体弄成的体，但我们之前从未见过的是有一个大体上金属表面的体------这就是我们认为心灵是的”。

来揭示我们太阳系中单独的最大的金属天体的旅程是一个独特的机会。埃尔金丝谭盾说，“当我们到达心灵时，我们将了解关于一种以前未被研究过的深入弄成我们的宜居地球的成分------ 现在在地球的核和所有岩石行星核的金属”。当然，这些是科学家永远不能访问的核。

为什么美国宇航局认为心灵是由金属弄成的

到目前为止所有行星天文学家都已经看到心灵是一个光斑。如此他们怎么能有信心它是如此金属的呢？埃尔金丝谭盾说，“我们相当有信心心灵大体上由金属弄成，并且因为它的密度部分有金属表面，它是目前已知密度最高的小行星”。

这不仅能被从光和雷达反射掉它的方式中收集，还可以从比较红外反射光谱与那些已经坠落到地球上的陨石的光谱。

由非常大望远镜成像的16 Psyche的多个观望。IMAGES OF PSYCHE FROM THE HARISSA SURVEY

这颗小行星看起来像是什么样子

你看到的每张16 Psyche的照片都是艺术家的印象------一个最好的猜测。那是因为这个使命是主要的探索。从2029年开始的26个月内，心灵号航天器将拍摄图像、测量它的磁场、探测它的内部结构并测量它的表面被什么弄成。

不要期待照耀的闪光。埃尔金丝谭盾说，“我会喜欢它看起来像一颗闪亮的抛光的栅栏陨石，中间有闪亮的银金属和美丽的金绿色宝石一样硅酸盐矿物------但它看起来不会是那样，没有人去心灵，切开它并抛光它，它已经在太空中闲逛很长时间让太阳风击中它了很长时间”。

尽管怀疑心灵存在过多的金属，但铁和镍以外的任何东西将被溶解在这些金属内。埃尔金丝谭盾说，“我确实有一个在遥远的过去婴儿心灵在它上可能有过活跃的硫火山的希望------我们认为这可能已经发生，在这种案例中部分表面可能会是金绿色”。飞船上是一个多光谱成像仪，如次我们应该得到某些颜色的想法。

心灵号宇宙飞船看起来是什么样子

就在现在它蜷缩在火箭整流罩内，但一旦随它进入太空它将展开来揭示巨大的翅膀一样的太阳能电池板，有800平方英尺的太阳能收集表面。它们将为航天器的太阳能电力推进系统提供动力，该系统将产生在它的22亿英里的旅程中为飞船提供动力所需的推力。

该航天器高约10英尺，底部8英尺平方，有一个与地球通信的高增益天线。一堆仪器------包括相机------被固定在外部。

艺术家的描绘美国宇航局的心灵号宇宙飞船的概念，它的大型太阳能电池阵列完全展开，它的四个霍尔效应推进器中的一个在航天器的主体顶部发射（经由它的蓝色辉光可见）。NASA/JPL-CALTECH/ASU

2029年会发生什么

发射后，航天器将立即花费100天进行初步检查，然后启动它的推进器。在它发射大约两年半后一个火星飞越将给航天器一个引力辅助。位于加利福尼亚州帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室的心灵号项目经理亨利斯顿说，“这个弹弓将进一步增加我们的速度以便来螺旋我们的出去到在主小行星带中的心灵，在2029年6月或7月，我们的成像仪将开始拍摄心灵的照片，我们将看到它变得越来越大------我们将用这些图像来光学上导航我们的到心灵的路”。

该航天器将于2029年8月落入轨道。

这张图显示美国宇航局的心灵号航天器将如何探索小行星心灵，从轨道A开始，当它于2029年初到达小行星时。NASA/JPL-CALTECH

心灵号的四个高度

一旦在它的目的地，航天器将在四个不同的高度多次环绕心灵------ 一个两个月以上安全的440英里。这将帮助工程师基于心灵引力场的形状和强度做出关于下一步该做什么的决定。“我们就在现在不知道那是什么，因为我们还没有去过那里，但允许我们来安全地导航到越来越低的高度是非常重要的，这样我们能用我们所有的仪器进行越来越高分辨率的测量和图像，以便来收集完成使命所需的科学数据”。

希望是航天器能够在一个心灵表面上方仅40英里的高度环绕。该使命将于2031年11月结束，但它可以被延长。

祝你天空晴朗和眼睛宽阔。

在 Twitter or LinkedIn上跟随我，查看我的网站website或在这里我的一些其他工作 here. 

我（Jamie Carter）是一位经验丰富的科学、旅行和摄影记者和观星者，撰写有关探索夜空、日全食的文章，...

https://www.forbes.com/sites/jamiecartereurope/2023/09/28/psyche-complete-guide-to-nasas-mission-to-a-metal-asteroid-this-week/?sh=6f7b27b53d92