La misión Psyche de la NASA a un mundo metálico puede revelar los misterios del interior de la Tierra

¿Se puede extrapolar lo que aprendemos sobre Psyche para resolver algunos de los misterios sobre el núcleo de la Tierra?

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. La publicación contribuyó con el artículo a Expert Voices: Op-Ed & Insights de Space.com.

El novelista francés Julio Verne deleitó a los lectores del siglo XIX con la tentadora idea de que un viaje al centro de la Tierra era realmente plausible.

Desde entonces, los científicos han reconocido durante mucho tiempo que el viaje literario de Verne fue sólo ciencia ficción. Las temperaturas extremas del interior de la Tierra (alrededor de 5.537 grados Celsius en el núcleo) y la presión aplastante que la acompaña, que es millones de veces mayor que en la superficie, impiden que las personas se aventuren muy lejos.

Aún así, se saben algunas cosas sobre el interior de la Tierra. Por ejemplo, los geofísicos descubrieron que el núcleo consiste en una esfera sólida de hierro y níquel que comprende el 20% del radio de la Tierra, rodeada por una capa de hierro fundido y níquel que abarca un 15% adicional del radio de la Tierra.

Eso, y el resto de nuestro conocimiento sobre el interior de nuestro mundo, se aprendió indirectamente, ya sea estudiando el campo magnético de la Tierra o la forma en que las ondas sísmicas rebotan en diferentes capas debajo de la superficie de la Tierra.

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Pero el descubrimiento indirecto tiene sus limitaciones. ¿Cómo pueden los científicos descubrir más sobre el interior profundo de nuestro planeta?

Los científicos planetarios como yo pensamos que la mejor manera de aprender sobre el interior de la Tierra es en el espacio exterior. La misión robótica de la NASA a un mundo metálico está programada para despegar el 5 de octubre de 2023. Esa misión, la nave espacial que viaja allí y el mundo que explorará tienen el mismo nombre: Psyche. Y desde hace seis años formo parte del equipo Psyche de la NASA.

Los asteroides son mundos pequeños, algunos del tamaño de ciudades pequeñas y otros del tamaño de países pequeños. Son los restos del período temprano y violento de nuestro sistema solar, una época de formación planetaria.

Aunque la mayoría son rocosos, helados o una combinación de ambos, quizás el 20% de los asteroides son mundos hechos de metal y de composición similar al núcleo de la Tierra. Por eso es tentador imaginar que estos asteroides metálicos son pedazos de los núcleos de planetas que alguna vez existieron, destrozados por antiguas colisiones cósmicas entre sí. Quizás, al estudiar estas piezas, los científicos podrían descubrir directamente cómo es el núcleo planetario.

Psyche es el mayor asteroide metálico conocido. Descubierta en 1852, Psyche tiene el ancho de Massachusetts, una forma esférica aplastada que recuerda a un alfiletero y una órbita entre Marte y Júpiter en el cinturón de asteroides principal. Un astrónomo aficionado puede ver a Psyche con un telescopio doméstico, pero aparece sólo como un punto de luz.

A principios de 2017, la NASA aprobó la misión de mil millones de dólares a Psyche. Para hacer su trabajo, no es necesario que la nave espacial no tripulada aterrice; en cambio, orbitará el asteroide repetida y metódicamente, comenzando desde 435 millas (700 kilómetros) y luego bajando hasta 46 millas (75 km) de la superficie. y tal vez incluso más bajo.

Una vez que llegue en agosto de 2029, la sonda pasará 26 meses mapeando la geología, topografía y gravedad del asteroide; buscará evidencia de un campo magnético; y comparará la composición del asteroide con lo que los científicos saben, o creen que sabemos, sobre el núcleo de la Tierra.

Las preguntas centrales son éstas: ¿Es Psyche realmente un núcleo planetario expuesto? ¿Es el asteroide una gran roca madre, un montón de escombros de rocas más pequeñas o algo completamente distinto? ¿Existen indicios de que las anteriores capas exteriores de este pequeño mundo (la corteza y el manto) fueron arrancadas violentamente hace mucho tiempo? Y quizás la pregunta más crítica: ¿Se puede extrapolar lo que aprendemos sobre Psyche para resolver algunos de los misterios sobre el núcleo de la Tierra?

La carrocería de la sonda tiene aproximadamente el mismo tamaño y masa que la de un SUV grande. Los paneles solares, que se extienden un poco más que una cancha de tenis, alimentan las cámaras, los espectrómetros y otros sistemas.

Un cohete SpaceX Falcon Heavy sacará a Psyche de la Tierra. El resto del camino, Psyche dependerá de la propulsión iónica: la suave presión del gas xenón ionizado que sale de una boquilla proporciona una forma continua, confiable y de bajo costo de impulsar naves espaciales hacia el sistema solar.

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El viaje, una lenta espiral de 4.000 millones de kilómetros que incluye un sobrevuelo asistido por gravedad más allá de Marte, durará casi seis años. Durante el crucero, el equipo Psyche en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, y aquí en la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, permanecerá en contacto regular con la nave espacial. Nuestro equipo enviará y recibirá datos utilizando la Red de antenas de radio gigantes de espacio profundo de la NASA.

Incluso si aprendemos que Psyche no es un núcleo planetario antiguo, estamos obligados a ampliar significativamente nuestro conocimiento sobre el sistema solar y la forma en que se forman los planetas. Después de todo, Psyche todavía no se parece a ningún mundo que los humanos hayan visitado jamás. Quizás todavía no podamos viajar al centro de la Tierra, pero los avatares robóticos a lugares como Psyche pueden ayudar a desbloquear los misterios ocultos en lo más profundo de los planetas, incluido el nuestro.

Este artículo fue publicado por primera vez por The Conversation.

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Jim Bell es científico planetario, educador, autor, orador público y ex presidente (2008-2020) de The Planetary Society. Trabaja en la Universidad Estatal de Arizona y está muy involucrado en misiones de exploración del sistema solar de la NASA, como las de los vehículos exploradores de Marte Spirit, Opportunity y Curiosity. En 2011 recibió la Medalla Carl Sagan a la Excelencia en Comunicación Pública de la Sociedad Astronómica Estadounidense. Es un ávido escritor de revistas y blogs relacionados con el espacio y, a menudo, aparece en entrevistas con los medios sobre temas relacionados con el espacio (consulte el canal de YouTube de Jim Bell). Sus libros de divulgación científica y fotografía espacial incluyen Postcards from Mars (2006), Mars 3-D (2008), Moon 3-D (2009), The Space Book (2013), The Interstellar Age (2015), The Earth Book (2019). ), y más recientemente Hubble Legacy: 30 años de imágenes y descubrimientos (2020). Jim es profesor en la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de ASU, profesor adjunto en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Cornell y científico visitante distinguido en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

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