NASAの金属世界へのプシュケミッションは地球内部の謎を明らかにするかもしれない

プシュケについて私たちが学んだことは、地球の核に関する謎の一部を解決するために推定できるでしょうか?

この記事は元々 The Conversation に掲載されたものです。 この出版物は、Space.com の Expert Voices: Op-Ed & Insights に記事を寄稿しました。

フランスの小説家ジュール・ヴェルヌは、地球の中心への旅が実際にあり得るという興味深い考えで 19 世紀の読者を喜ばせました。

それ以来、科学者たちはヴェルヌの文学の旅が単なる SF であったことを長い間認めてきました。 地球内部の極度の温度（中心部では摂氏約 10,000 度（摂氏 5,537 度））と、これに伴う地表の数百万倍の圧搾圧力により、人々は遠くまで冒険することができません。

それでも、地球の内部についてはいくつかのことが知られています。 たとえば、地球物理学者は、コアが地球の半径の 20% を占める鉄とニッケルの固体の球体で構成され、さらに地球の半径の 15% に及ぶ溶融鉄とニッケルの殻に囲まれていることを発見しました。

それと、私たちの世界の内部に関する残りの知識は、地球の磁場を研究したり、地震波が地表の下のさまざまな層で反射する仕組みを研究したりすることによって、間接的に学ばれました。

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しかし、間接的な発見には限界があります。 科学者はどうすれば地球の深部の内部をさらに知ることができるでしょうか?

私のような惑星科学者は、地球の内部について学ぶ最良の方法は宇宙空間にあると考えています。 NASA の金属世界へのロボットミッションは、2023 年 10 月 5 日に打ち上げられる予定です。そのミッション、そこを旅する宇宙船、そして探検する世界はすべて同じ名前、プシュケです。 そして 6 年間、私は NASA のサイケ チームの一員として働いています。

小惑星は小さな世界であり、小都市ほどの大きさのものもあれば、小国ほどの大きさのものもあります。 これらは、太陽系の初期の激動の時代、つまり惑星形成の時期に残された構成要素です。

ほとんどは岩石、氷、またはその両方の組み合わせですが、おそらく 20% の小惑星は金属でできており、組成が地球の核と似ています。 したがって、これらの金属製の小惑星は、古代の宇宙同士の衝突によって引き裂かれた、かつて存在した惑星の核の一部であると想像したくなります。 おそらく、これらの破片を研究することによって、科学者は惑星の核がどのようなものであるかを直接知ることができるでしょう。

プシュケは、金属小惑星の中で最大のものとして知られています。 1852 年に発見されたプシュケは、マサチューセッツ州の幅を持ち、糸巻き型を思わせる潰れた球形をしており、主小惑星帯の火星と木星の間の軌道を公転しています。 アマチュア天文学者は裏庭の望遠鏡でプシュケを見ることができますが、それは光の点としてのみ表示されます。

2017 年初め、NASA はサイケへの 10 億米ドルのミッションを承認しました。 その作業を行うために、無人の宇宙船が着陸する必要はありません。代わりに、外周 435 マイル (700 キロメートル) から始まり、地表から 46 マイル (75 キロメートル) まで、小惑星の周回を繰り返し、系統的に周回します。そしておそらくさらに低いかもしれません。

2029 年 8 月に到着すると、探査機は 26 か月かけて小惑星の地質、地形、重力のマッピングを行います。 磁場の証拠を探します。 そして、小惑星の組成を、地球の核について科学者が知っていること、または私たちが知っていると考えていることと比較します。

中心的な疑問は次のとおりです。プシュケは本当に露出した惑星の核なのでしょうか? 小惑星は 1 つの大きな岩盤岩なのか、小さな岩が積み重なった瓦礫の山なのか、あるいはまったく別のものなのでしょうか? この小さな世界の前の外層、つまり地殻とマントルが大昔に暴力的に剥ぎ取られたことを示す手がかりはあるのでしょうか? そしておそらく最も重要な質問は、プシュケについて私たちが学んだことを推定して、地球の核に関する謎の一部を解決できるのかということです。

探査機の本体は大型SUVとほぼ同じ大きさと質量だ。 テニスコートより少し広いソーラーパネルが、カメラ、分光計、その他のシステムに電力を供給します。