Названа на честь австралопітека Люсі 12-річна місія NASA з дослідження троянських астероїдів Юпітера готова до запуску. 16 жовтня «Люсі» відправиться вивчати шість захоплених Юпітером троянців та першою здійснить обліт Землі із зовнішньої частини Сонячної системи, повідомляє Science.
Художнє зображення прольоту «Люсі» повз подвійну систему троянців (617) Патрокла і Менотія / NASA
Хто такі юпітеріанські троянці?
Найпопулярнішим місцем проживання астероїдів — малих, сформованих уламками протопланет, небесних тіл — є головний пояс астероїдів. Власне звідти і більшість метеоритів, що коли-небудь наближалися Землі. Пояс знаходиться на орбіті між Марсом і Юпітером, але останній, як газовий гігант, має настільки сильний гравітаційний вплив, що зібрав навколо себе у 374 мільйонах кілометрів власні астероїди. Гравітаційні сили планети і Сонця змушують їх завжди лишатися або попереду, або позаду гіганта, поки він рухається своєю орбітою — в орбітальному резонансі. Тобто троянські астероїди перебувають в резонансі 1:1 з Юпітером. Так, Юпітер не єдиний, хто обзавівся троянцями — таких тіл нараховують дев'ять у Марса, 28 у Нептуна, а також по одному в Урана і Землі. Але він був першою планетою, близ якої знайшли подібні захоплені об'єкти — 1906 року відкрили Ахіллеса та за аналогією всіх інших почали називати іменами героїв Іліади, через що група стала називатися троянською.
Хто така «Люсі»?
Ідея космічного апарату Lucy («Люсі») з'явилася 2015 року у рамках програми NASA Discovery. Своє ім'я вона отримала на честь скелета австралопітека афарського жіночої статі Люсі — за словами NASA, назву вони обрали з огляду на те, що апарат досліджуватиме примітивні тіла, які містять у собі свідчення того, як формувалася Сонячна система. Головний дослідник місії Гарольд Левісон вважає, що так само, як Люсі презентує важливу віху в еволюції людини, як прямоходіння пов'язане з розмірами мозку, юпітеріанські троянці здатні викрити важливі етапи історії Сонячної системи. А також троянців можна вважати «діамантами у небі», що відсилає до пісні Бітлз «Lucy in the Sky with Diamonds», яка також зіграла роль в історії австралопітека Люсі.
Вже 16 жовтня відкриється «вікно» для запуску апарата з мису Канаверал. Заплановані 12 років подорожі мають привести «Люсі» як мінімум до восьми різних астероїдів, з трьома поверненнями до Землі (два перед відправленням у зовнішню Сонячну систему і одне після), щоб набрати швидкість за рахунок гравітації. Найпершим стане астероїд головного поясу (52246) Дональдджохансон (названий на честь антрополога, який знайшов Люсі!), повз якого апарат пролетить орієнтовно 20 квітня 2025 року. За ним вона потрапить у четверту точку Лагранжа системи Сонце-Юпітер та відвідає подвійного троянця (3548) Еврібат, а 2027 року досягне астероїда (15094) Полімела. Після нього протягом року «Люсі» досліджуватиме троянців (11351) Левкус та (21900) Орус, здійснить гравітаційний маневр навколо Землі та відвідає подвійну систему троянців (617) Патрокла і Менотія.
Перший троянський астероїд, який відвідає «Люсі» — (3548) Еврібат. Він має діаметр у 64 кілометри, має власне сімейство астероїдів та навіть супутника розміром в один кілометр. Проліт «два за ціною одного» станеться 12 серпня 2027 року / NASA
Навіщо їй троянці?
Річ у тім, що пояснити походження троянців протопланетним диском неможливо. Вони мають різні та неоднорідні спектри, тобто складаються з різних матеріалів, а також мають нахилені орбіти, що унеможливлює сценарій їхнього народження з утвореної Юпітером газопилової хмари. На думку вчених, юпітеріанські троянці є наслідком залишків пилу та газу, що безладно рухалися Сонячною системою на ранніх етапах її формування. Так троянці можуть містити у собі частинки протосонячної туманності, органічних речовин і льоду, а їхнє вивчення допоможе розібратися у процесах ранньої Сонячної системи. Наприклад, вважається, що гравітаційна нестабільність потрясла ранню Сонячну систему за 700 мільйонів років після її утворення, але троянці можуть підтвердити або спростувати теорію про те, що це могло статися всього за 100 мільйонів років або навіть раніше.
Одна з цілей місії — надзвичайно повільний 40-кілометровий астероїд (11351) Левкус, якому на обертання потрібно 446 годин. Його «Люсі» відвідає 18 квітня 2028 року / NASA
«Люсі» перевірить, чи є самі троянці скам'янілостями ранньої Сонячної системи, яких притягнуло з холодних просторів за Нептуном у період гравітаційних потрясінь. Вивчення складу, орбіт і динаміки цих тіл більше розповість космологам про те, як їй вдалося сформуватися в тому вигляді, в якому вона є зараз. Троянці можуть дати підказки про формування планет з первинного газу і пилу: якщо вони такі ж грудкуваті — це буде свідченням того, що схлопування газопилових хмар є стандартним сценарієм для планетезималей. Також «Люсі» порахує кратери на астероїдах, які встигне зачепити. Для цього її наділили двома камерами (мультиспектральною і з високою роздільною здатністю), а також двома спектрометрами, які працюють у видимому і інфрачервоному діапазонах, і допоможуть отримати якісні знімки поверхні кожного астероїда.
Семиметрова сонячна панель апарата / LOCKHEED MARTIN
Місія стане першим космічним кораблем, який відвідає астероїди у цьому регіоні, та першим здійснить обліт Землі з зовнішньої частини Сонячної системи, а поки більше про комети, астероїди, а також троянців і греків Юпітера детальніше можна почитати у нашому матеріалі «Малі тіла Сонячної системи і де їх шукати».