Пока на нашей планете кипят страсти по поводу предотвращения угрозы коронавируса человечеству и падения в связи с этим экономической активности, развитые страны мира продолжают разрабатывать научные космические программы, которые обещают отдачу на их финансирование в далёком будущем.
Одной из таких программ является создание станции "Люси", как запланированная миссия NASA по изучению троянских астероидов Юпитера, которые обращаются вокруг Солнца за 60 градусов до и после Юпитера.
4 января 2017 года "Люси" была выбрана вместе с миссией "Психея" в качестве миссий NASA по программе "Discovery" для изучения астероидов планеты Юпитер.
Миссия названа в честь найденного скелета австралопитека - женщины возрастом 2,5 млн лет, названной "Люси".
Изучение астероидов - троянов может выявить древние окаменелости формирования планет, которые существовали на ранних стадиях возникновения Солнечной системы, отдельных планет и других астрономических тел.
Троянские астероиды Юпитера состоят из двух крупных групп астероидов, движущихся вокруг Солнца почти в окрестностях точек Лагранжа L4 и L5 Юпитера в орбитальном резонансе 1:1. Эти астероиды называют по именам персонажей Троянской войны, описанных Гомером в Илиаде.
По традиции принято называть астероиды вокруг точки L4 именами греческих героев, а вокруг точки L5 — защитников Трои.
Первый троянец был обнаружен в 1906 году немецким астрономом Максом Вольфом.
"Ахейский лагерь" (или "Греки"): (588) Ахиллес, (624) Гектор, (659) Нестор, (911) Агамемнон, (1143) Одиссей, (1404) Аякс, (1437) Диомед, (1583) Антилох, (1647) Менелай и другие опережают Юпитер на 60 градусов.
"Троянский лагерь" (или "Троянцы"): (617) Патрокл, (884) Приам, (1172) Эней, (12649) Асканий, (1173) Анхис, (1208) Троил и другие отстают на 60 градусоав.
По состоянию на февраль 2020 в обеих группах у Юпитера обнаружено 6178 таких астероидов, причём греков в L4 почти в два раза больше, чем троянцев в L5.
"Троянцы" представляют собой астероиды, в окрестностях точек Лагранжа L4 и L5 любой планеты, являющиеся строительным материалом современных небесных тел. Кроме троянцев Юпитера известны троянцы Земли, Марса, Урана и Нептуна.
"Люси" планируется запустить в 2021 году, в 2025 она должна пролететь мимо астероида главного пояса (52246) Дональдджохансон, который был назван в честь первооткрывателя окаменелости австралопитека Люси. В 2027 году он прибудет в точку Лагранжа L4 (группа астероидов, которые вращаются на 60 градусов впереди Юпитера), где она пролетит мимо 4 астероидов: (3548) Эврибат, 15094 Polymele, 11351 Leucus, 21900 Orus. После этого "Люси" вернётся к Земле, чтобы сделать гравитационный манёвр, который доставит её в точку Лагранжа L5 системы Юпитер-Солнце, где она посетит двойной астероид (617) Патрокл в 2033 году.
Траектория полёта "Люси" представляется таким образом:
20 апреля 2025 года - (52246) Donaldjohanson, главный пояс - 4 км C, "Люси" пролетит в 922 км от астероида.
12 августа 2027 года - (3548) Эврибат L4 - 64 км (спутник 1 км) C, самый большой астероид среди троянцев.
15 сентября 2027 года - (15094) Polymele L4 - 21 км P, может оказаться фрагментом от столкновения другого астероида P-типа, его поверхность красная, значит он покрыт толинами (толины - предвестники живого. Существуют различные теории о том, как появилась жизнь на Земле, в соответствии с одной из них, жизнь была привнесена из космоса на кометах и астероидах (гипотеза панспермии). Согласно другим теориям, жизнь зародилась на самой планете из "органического бульона".
Особы интерес для учёных, которые занимаются этой проблемой, является холодный спутник Сатурна Титан. Его азотная (на 98%) и метановая (1,6%) атмосфера по составу имеет много общего с атмосферой Земли вскоре после её образования. В начале протерозоя (2,5 млрд лет назад) земная атмосфера более чем наполовину состояла из азота и примерно на 15% из метана, но, кроме того, содержала значительное количество кислорода и углекислого газа.
В спектре излучения Титана, а также на некоторых других ледяных телах внешних областей Солнечной системы, были обнаружены линии поглощения толинов. Так называют вещества, представляющие собой смесь органических сополимеров, образованных в атмосфере из простых органических соединений вроде метана и этана под действием ультрафиолетового излучения Солнца).
18 апреля 2028 года - (11351) Leucus L4 - 34 км D, медленно вращается, ему нужно 466 часов на один оборот.
11 ноября 2028 года - (21900) Orus L4 - 51 км, характеризуется как D или C, по команде миссии и по PAN-STARRS фотометрических опросов соответственно. Возможно двойной астероид.
2 марта 2033 года - (617) Патрокл L5 - 113 км, Menoetius - 104 км. Это бинарные астероиды P-типа. Парная орбита на расстоянии 680 км.
На борту "Люси" находятся три прибора:
- визуализатор высокого разрешения (L’Ralph — панхроматический и цветной визуализатор (0,4-0,85 мкм) и инфракрасный спектроскопический картограф (1-3,6 мкм). L’Ralph основан на инструменте Ralph зонда Новые Горизонты и будет построен в Центре космических полётов Годдарда. Он будет использоваться для измерения силикатов, льда и органических веществ на поверхности астероидов;
- оптический и ближний инфракрасный спектрометр L’LORRI, который изготовлен из инструмента LORRI зонда Новые Горизонты и будет построен в Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса. Он предоставит самые подробные изображения поверхности троянов;
- тепловой инфракрасный спектрометр (L’TES — тепловой инфракрасный спектрометр (6-75 мкм). L’TES похож на OTES в миссии OSIRIS-REx и будет построен в Университете штата Аризона. Он раскроет тепловые характеристики наблюдаемых троянцев, а также сообщит состав и структуру материала на поверхности астероидов. Радиологическое исследование позволит определить массу троянцев с помощью радиосвязи космического корабля и антенны с высоким коэффициентом усиления для измерения доплеровских сдвигов).
Гарольд Ф. Левисон из Юго-западного научно-исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо, является главным исследователем, а Кэтрин Олкин из Юго-западного научно-исследовательского института является заместителем главного следователя миссии. NASA Goddard Space Flight Center будут управлять проектом.
Исследование троянцев Юпитера является одной из первоочередных задач, обозначенных в обзоре десятилетий, посвящённом планетарной науке. Троянцы Юпитера были обнаружены наземными телескопами и широкоугольным инфракрасным обозревателем. Они обладают тёмными поверхностями, которые отражают мало солнечного света. Юпитер находится на расстоянии 5,2 астрономических единиц (780 млн км) от Солнца или примерно в пять раз больше расстояния от Земли до Солнца. Троянцы Юпитера находятся на аналогичном расстоянии, но могут быть несколько дальше или ближе к Солнцу в зависимости от того, где они находятся на своих орбитах. Троянцев может быть столько же, сколько астероидов.
30 сентября 2015 года "Люси" была выбрана в качестве одной из пяти финальных миссий, каждая из которых получила 3 млн долларов США для проведения более углубленных исследований и анализа концепции. Его коллегами-финалистами были DAVINCI, NEOCam, Psyche и VERITAS.
4 января 2017 года два из пяти предложений — "Люси" и "Психея" были отобраны для разработки и запуска.
31 января 2019 года НАСА объявило, что "Люси" запустят в октябре 2021 года ракетой Atlas V 401 с мыса Канаверал (штат Флорида, США). Общая стоимость запуска оценивается в 148,3 млн долларов США.
