Lucy
Organizzazione | Goddard / NASA |
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Costruttore | Lockheed Martin / SwRI |
Programma | Scoperta |
Campo | Studio degli asteroidi troiani di Giove |
Tipo di missione | Panoramica |
Stato | In sviluppo |
Lanciare | 21 ottobre 2021 |
Panoramica di | Gli asteroidi troiani di Giove |
Luogo | [1] |
Fonte di energia | Pannelli solari |
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L'ORRI | telecamera |
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Il Ralph | Spettrometro-imager nel vicino infrarosso |
È | Spettrometro a infrarossi termici |
Lucy è una missione spaziale della NASA inclusa nel programma Discovery che riunisce le missioni di studio sul sistema solare a basso costo. L'obiettivo della missione è studiare in situ sei asteroidi troiani di Giove , che circolano nell'orbita di Giove e sono posizionati nei punti Lagrange L 4 o L 5 del pianeta situato davanti e dietro di esso. Lucy è la prima navicella spaziale ad avvicinarsi a questi asteroidi con caratteristiche eterogenee e che, secondo il modello di Nice , sono "fossili" costituiti dai materiali primitivi che si sono aggregati all'inizio della storia del Sistema Solare per formarli. Pianeti e altri celesti corpi. La missione è selezionata4 gennaio 2017e la sonda spaziale deve essere lanciata21 ottobre 2021. Dopo una lunga fase di avvicinamento che include due assistenza gravitazionale dalla Terra, la sonda spaziale deve studiare successivamente i due gruppi di asteroidi troiani tra il 2027 e il 2033.
Il bando per la tredicesima missione spaziale del programma Discovery , incentrato su missioni scientifiche a basso budget, è lanciato dalla NASA inFebbraio 2014. È quindi la partenza prevista questa selezione può portare alla selezione di due missioni (il 13 th e 14 th missioni Programma) se i criteri qualitativi progetti incontrano sono identificati. Per questa missione, l'agenzia spaziale americana specifica diverse condizioni finanziarie:
La selezione avviene in tre fasi: la prima selezione è seguita da un secondo round al termine del quale vengono selezionati solo due finalisti per ulteriori approfondimenti. Il progetto è selezionato in30 settembre 2015tra i 5 semifinalisti della tredicesima missione del programma Discovery . Ogni missione riceve 3 milioni di dollari per uno studio di un anno.
Infine, la missione viene mantenuta alla fine della competizione su 4 gennaio 2017contemporaneamente a Psiche . La missione è stata lanciata nel 2021 mentre Psyche è nel 2023. La missione Lucy è offerta da Harold F. Levison del Southwest Research Institute di Boulder , Colorado , che è il direttore scientifico come assistente del D r Catherine Olkin dello stesso istituto. Il Goddard Space Flight Center della NASA gestisce il progetto. La sonda spaziale sarà costruita presso la struttura di Denver della compagnia Lockheed Martin .
Il responsabile scientifico della missione, Harold F. Levison , è uno dei quattro ricercatori dietro il modello di Nizza, uno scenario sviluppato nel 2005 che descrive la formazione e l'evoluzione del Sistema Solare . Questo scenario fornisce una spiegazione per un certo numero di caratteristiche del sistema solare incluse le proprietà degli asteroidi troiani di Giove che circolano nel l' orbita di Giove e sono posizionati al Lagrange punti L 4 e L 5 del sistema Giove-Sole occupava davanti e dietro il pianeta gigante. Secondo questo scenario, gli asteroidi troiani di Giove sono "fossili" costituiti da materiali primitivi che si sono riuniti all'inizio della storia del Sistema Solare per formare pianeti e altri corpi celesti.
L'obiettivo della missione di Lucy è esplorare i due gruppi di asteroidi troiani di Giove sorvolandone successivamente sei. Se la teoria si dimostra corretta la loro formazione, questo studio fornisce informazioni importanti sui primi giorni del sistema solare e, eventualmente, i composti organici alla origine della vita sulla Terra. Il nome dato alla missione è legato a questo contesto. Lucy è un fossile di Australopithecus scoperto da un team di ricercatori americani, francesi ed etiopi co-diretti da Donald Johanson ( paleontologo che ha dato il nome all'asteroide (52246) Donaldjohanson ), Maurice Taieb (geologia) e Yves Coppens (paleontologia) trovato in 1974 i resti fossili . Lucy rivoluziona la nostra conoscenza delle origini umane, dimostrando che l'acquisizione del bipedismo risale ad almeno 3 milioni di anni fa. Il nome dato all'Australopithecus è esso stesso derivato dalla canzone Lucy in the Sky with Diamonds dei Beatles .
Il 30 ottobre 2018, il progetto supera con successo la revisione che chiude la fase B. Questa fissa il budget, la pianificazione dello sviluppo (con lancio nel 2021) e le caratteristiche degli strumenti scientifici di bordo.
Lucy deve aiutare a rispondere ad alcune delle domande fondamentali esposte nel Sondaggio decennale sulla scienza planetaria del 2013:
Gli obiettivi scientifici fissati per la missione sono di effettuare le seguenti misurazioni per tutti gli asteroidi sorvolati:
Gli obiettivi della missione di volare sei asteroidi troiani di Giove , due C-asteroide di tipo , due D-tipo probabilmente origine nel fascia di Kuiper e due P-tipo . Gli scienziati ritengono probabile che questi ultimi cinque asteroidi siano ricchi di materiali organici e che la loro struttura interna contenga acqua. Questi asteroidi sono:
Lucy deve anche volare (52246) Donaldjohanson , asteroide della fascia principale di tipo C , con l'obiettivo di eseguire una ripetizione delle procedure di sorvolo degli asteroidi troiani.
Pur avendo lo stesso nome e l'omonimo della missione, l'asteroide della fascia principale (32605) Lucy non è uno degli asteroidi esplorati dalla sonda. L'asteroide (172850) Coppens , della fascia principale e che porta come (52246) Donaldjohanson il nome di un co-scopritore dell'ominide Lucy, non è nemmeno uno degli obiettivi della sonda Lucy .
Caratteristica | (52246) Donaldjohanson | (3548) Euribate | (15094) Polymel | (11351) Leucos | (21900) Oros | (617) Patroclo e la sua luna Ménetios |
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Posizione | Cintura principale | Punto di Troia L 4 | Punto di Troia L 4 | Punto di Troia L 4 | Punto di Troia L 4 | Punto di Troia L 5 |
Tipo di asteroide | VS | VS | P | D | D | P (asteroidale) |
Diametro | 3,9 km | 64 km | 21 km | 34 km | 51 km | 113 e 104 km |
Periodo di rotazione (ore) | 8.7 | 515 | 13.5 | 103 | ||
Albedo | 0.1 | 0,05 | 0.091 | 0,08 | 0,08 | 0.047 |
Eccentricità | 0.19 | 0,09 | 0.094 | 0,07 | 0,04 | 0.12 |
Inclinazione orbitale | 4,4 ° | 8,1 ° | 12,99 ° | 12 ° | 8,5 ° | 22 ° |
Angolo di fase iniziale | 14 ° | 78 ° | 126 ° | 18 ° |
Viene sviluppata una complessa traiettoria per consentire alla sonda spaziale Lucy di sorvolare i sette asteroidi effettuando un unico passaggio attraverso i due gruppi di asteroidi troiani . Le orbite degli asteroidi visitati hanno inclinazioni orbitali (rispetto al piano dell'eclittica ) tra loro diverse, il che significa che il sorvolo deve coincidere precisamente con l'intersezione tra i piani orbitali della sonda spaziale e il corpo sorvolato. Ogni ritardo nell'ora di sorvolo richiede una correzione della traiettoria molto penalizzante dal punto di vista del carburante. Nel complesso la missione richiede un significativo cambio cumulativo di velocità stimato a 1,678 km / s. Per andare alla distanza voluta dagli asteroidi, le misurazioni prese dalla Terra non sono sufficienti. Si prevede di utilizzare il sistema di navigazione ottica di bordo (OpNav) basato su telecamere scientifiche al fine di determinare con precisione le correzioni da apportare alla traiettoria. Per raggiungere il suo obiettivo, la sonda spaziale viene posta dopo il suo lancio in un'orbita eliocentrica molto ellittica (0.7) con una periodicità di 6 anni (in risonanza 1: 2 con la periodicità di Giove) il cui apogeo si trova a livello dell'orbita di Giove . Durante il suo primo passaggio all'apogeo della sua orbita sorvola il primo gruppo di asteroidi troiani, al secondo passaggio, il sistema gioviano avendo percorso mezza orbita, il suo apogeo fa attraversare il secondo gruppo di troiani.
La sonda spaziale Lucy dovrebbe decollare dalla rampa di lancio di Cape Canaveral nel 2021. Per eseguire il suo primo volo, la sonda spaziale sorvola la Terra due volte per guadagnare velocità grazie all'assistenza gravitazionale del nostro pianeta e apporta quattro correzioni di traiettoria con la sua propulsione. Poi si dirige verso Giove . Durante il transito verso il pianeta gigante che attraversa la fascia di asteroidi inAprile 2025e in questa occasione deve sorvolare l'asteroide (52246) Donaldjohanson . Dovrebbe arrivare nella regione dei 4 punti Lagrange L nel 2027 e sorvolare quattro asteroidi entro la fine del 2028: (3548) Eurybate , (15094) Polymele , (21900) Oros e (11351) Leucos . Lucy torna quindi nelle vicinanze della Terra per un secondo sorvolo prima di dirigersi verso la regione del punto L 5 per esplorare gli ultimi due asteroidi, (617) Patroclo e la sua luna Menetios , che orbitano uno intorno all'altro come un sistema asteroidale .
Datato | Designazione | Descrizione |
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21 ottobre 2021 | Lanciare | C3 = 51,5 km 2 / s 2 |
2023? | Correzione della traiettoria | Delta-v = 372 m / s |
Dicembre 2024 | Assistenza gravitazionale terrestre | Sorvolo a quota 4.501 km |
20 aprile 2025 | Panoramica di (52246) Donaldjohanson | Velocità al passaggio del mouse = 13,4 km / s |
2026? | Correzione della traiettoria | Delta-v = 148 m / s |
12 agosto 2027 | Panoramica di (3548) Eurybate | Velocità al passaggio del mouse = 5,7 km / s |
15 settembre 2027 | Panoramica di (15094) Polymel | |
2027? | Correzione della traiettoria | Delta-v = 71 m / s |
18 aprile 2028 | Panoramica di (11351) Leuco | |
11 novembre 2028 | Volo sopra (21900) Oros | Velocità al passaggio del mouse = 7 km / s |
2029? | Correzione della traiettoria | Delta-v = 623 m / s |
Gennaio 2031 | Assistenza gravitazionale terrestre | Sorvolo a 300 km di altitudine |
2 marzo 2033 | Panoramica di (617) Patroclo e la sua luna Ménetios | Velocità al passaggio del mouse = 18,2 km / s |
Lucy ha un'apertura alare in orbita di 13 metri dovuta principalmente ai suoi pannelli solari fissati su entrambi i lati del corpo della sonda spaziale che devono catturare la debole radiazione solare che rimane nell'orbita di Giove . I dati vengono inviati alla Terra tramite una parabola satellitare di 2 metri di diametro.
Il carico utile include i seguenti tre strumenti: