NASA lanceert in 2022 de Psyche sonde. Psyche zal naar een 230 kilometer in diameter grote rots worden gebracht om daar onderzoek te gaan doen aan planeet kernen om het ontstaan van planeten beter te begrijpen. De 4 jarige reis eindigt wanneer de sonde de kostbare asteroïde 16 Psyche bereikt die in de gordel tussen Mars en Jupiter ligt.

Wat is de asteroïde 16 Psyche?

Op 17 maart 1852 ontdekte de Italiaanse sterrenkundige Annibale de Gasparis de asteroïde 16 Psyche. De Gasparis had al eerder vier planetoïde ontdekt en zou er uiteindelijk negen vinden. 16 Psyche was de zestiende ontdekte asteroïde. Voorheen kreeg elke planetoïde een symbool als naam. Omdat er steeds meer van dit soort planetoïde werden gevonden stelde de Duitse astronoom Johann Encke voor om planetoïde voortaan te nummeren. 16 Psyche was de eerste asteroïde die op die manier zijn naam kreeg.

16 Psyche is een asteroïde in de belangrijkste asteroïde gordel van het zonnestelsel tussen Mars en Jupiter. Hier verzamelen zich heel veel planetoïde (andere naam voor asteroïde). De asteroïde draait in iets langer dan 4 uur om zijn as.

Door zijn zijn diameter van 200 km behoort deze planetoïde tot een van de grotere uit de asteroïde gordel. Doordat de asteroïde hoofdzakelijk uit metalen bestaat, heeft het een grote dichtheid en behoort de asteroïde tot de 10 zwaarste asteroïde tussen Mars en Jupiter. 16 Psyche beweegt in een ellipsvormige baan rond de zon in ongeveer 5 jaar.

16 Psyche bevindt zich tussen Mars en Jupiter
16 Psyche bevindt zich tussen Mars en Jupiter in in de zogenaamde planetoïdengordel. Door Tomruen

16 Psyche is een M-type asteroïde. Dit houdt in dat het oppervlakte van de planetoïde voornamelijk uit nikkelijzer bestaat (voornamelijk ijzer en 8-13% nikkel). Er was in eerste instantie geen water gevonden op 16 Psyche. Later onderzoek vond echter wel een klein percentage water dat eventueel via andere kleine asteroïde op 16 Psyche terecht zou kunnen zijn gekomen. Wel wordt verwacht dat er veel edelmetalen als goud en platina op de asteroïde aanwezig zijn.

De waarde van 16 Psyche

Er wordt gedacht dat 16 Psyche een overblijfsel is van een oude vormende planeet. De buitenlaag is eraf geslingerd (waardoor is nog niet bekend) en dus blijft de kern over. De kern van asteroïde 16 Psyche bestaat waarschijnlijk voornamelijk uit ijzer en nikkel. Maar ook andere metalen als goud en platina kunnen er in overvloed aanwezig zijn. Deze elementen hebben een enorm hoge waarde.

Wanneer de asteroïde 16 Psyche op Aarde gebracht zou kunnen worden, zou deze omgerekend 8,5 triljoen (8 met 18 nullen) euro waard zijn. Dit is meer dan de wereldwijde economie die in 2019 werd bepaald op 120 biljoen (120 met 12 nullen) euro. Als iedereen een net zo groot stuk van de asteroïde zou krijgen, dan zou iedereen ruim 1 miljard euro op zijn bankrekening kunnen bijschrijven.

Dit getal moet je echter wel met een korreltje zout nemen. Al deze nieuwe ruimte metalen concurreren op de normale markt. Hierdoor stijgt het aanbod en daalt de prijs waardoor de asteroïde ineens veel minder waard wordt.

Onderzoekers die de 16 Psyche missie hebben bedacht vertellen over hun ideeën.

Hoe kunnen we de grondstoffen van 16 Psyche gebruiken?

Verduurzaming kost een hoop grondstoffen. Zonnepanelen gebruiken bijvoorbeeld al veel metalen die in de nabije toekomst redelijk schaarst kunnen worden. Maar ook de elektrificatie van auto´s die gebruik maken van batterijen is een probleem. Daarom moeten er snel manieren worden gevonden om of andere grondstoffen te gebruiken voor dit soort productie, of de grondstoffen ergens anders vandaan te halen.

Een oplossing die we vaak horen is het recyclen van producten. Dit is echter lang niet genoeg nu we steeds meer van de stoffen nodig gaan hebben. Daarvoor bied 16 Psyche wellicht een uitkomst. De metalen op 16 Psyche zijn niet anders dan hier op Aarde. Als we die metalen op een manier hier op Aarde kunnen krijgen, is het grote grondstof probleem opgelost. Echter gaat dat nog niet zo makkelijk.

Problemen om asteroïde 16 Psyche naar de Aarde te brengen

Je zou zeggen dat het heel makkelijk zou moeten zijn om een asteroïde naar de Aarde te brengen. Je wijzigt de koers van het object op een dusdanige manier dat 16 Psyche neer valt op de Aarde. Dit echter een heel slecht idee. Asteroïde 16 Psyche heeft een diameter van 230 kilometer, dit is 23x zoveel als de diameter van de asteroïde die voor het uitsterven van de dinosauriërs heeft gezorgd. Het zou een uitsterving van de menselijke beschaving betekenen.

Je zou 16 Psyche in kleinere stukjes kunnen hakken en die vervolgens naar de Aarde sturen. Het probleem daarmee is dat de rotsen opbranden in de atmosfeer van de Aarde en er dus weinig meer van overblijft.

Een laatste mogelijkheid is deze stukken in een sonde terug naar Aarde te sturen. Daar is echter de techniek nog niet ver genoeg voor. Het zal dus nog een tijd duren voordat we van de grondstoffen van deze asteroïde gebruik kunnen maken.

NASA Psyche missie

Met NASA´s Psyche missie wordt de unieke metalen asteroïde 16 Psyche bezocht die om de Zon draait tussen Mars en Jupiter. Deze asteroïde is zo uniek omdat deze bestaat uit nikkel en ijzer afkomstig van een oude planeten kern.

Elke kern van een aardse planeet is gemaakt van metalen. Het is helaas onmogelijk om onze eigen kern te onderzoeken aangezien deze omringd is met kilometers dikke aardlagen. Psyche geeft een unieke kans om toch een kijkje te nemen in het ontstaan van planeten. De missie is bedacht door de Arizona State University en wordt geleidt door NASA´s Jet Propulsion Laboratoty (JPL). JPL bouwt en volgt verschillende sondes voor NASA.

Hoe is Psyche door NASA gekozen en hoe gaat de missie in zijn werk?

Psyche is in 2015 geselecteerd voor het Discovery Program door NASA. Dit is een programma waarbij wetenschappers hun ideeën delen met NASA om onderzoek te doen aan het zonnestelsel. Verzoeken voor dit programma moesten er rekening mee houden dat de missie eind 2021 klaar moet zijn om gelanceerd te worden. NASA maakt voor dit soort missies maar een beperkt budget vrij. Daarom is het doel van dit soort missies specifiek gericht op één vakgebied om zo kosten te besparen.

In totaal waren er 28 inzendingen. Om door deze eerste ronde te komen, moest het team dat deze missie bedacht een uitvoerig interview van 30 personeelsleden doorstaan. Van de 28 inzendingen selecteerde NASA vijf plannen die hun ideeën, gefinancierd door een subsidie van 3 miljoen dollar, verder moesten uitwerken. Van deze finalisten bleven Lucy en Psyche over.

Lucy is een satelliet die de evolutie van het zonnestelsel beter in beeld moet gaan krijgen en lanceert op 16 oktober 2021 op een ULA raket. In eerste instantie was het plan om Psyche pas in 2023 te lanceren. Later werden die plannen gewijzigd waardoor Psyche al in augustus 2022 aan bord van een SpaceX Falcon Heavy in een meer efficiëntere baan wordt gelanceerd. In juli 2023 krijgt Psyche een gravitatie hulp van Mars waardoor de sonde als een katapult wordt versneld. Eind januari of begin februari 2026 komt de satelliet aan op zijn bestemming bij de gelijknamige asteroïde 16 Psyche.

De Psyche missie is samen met Lucy door NASA uitgekozen in het Discovery Program. Als je meer wilt weten over de Lucy missie, kan je het volgende artikel lezen:

NASA Lucy missie onderzoekt ontstaan zonnestelsel.

Van welke instrumenten maakt NASA´s Psyche missie gebruik?

De 30 kg wegende lading bestaat uit vier wetenschappelijke instrumenten:

  1. De multispectraal imager zal heldere foto´s van het oppervlakte van 16 Psyche maken.
  2. De Gamma-straling en Neutronen spectrometer zullen uitzoeken uit welke elementen de asteroïde bestaat.
  3. Een magneet meter zal onderzoeken waar en hoe sterk het overgebleven magneetveld is.
  4. De X-band Gravity Science Investigation zal gebruik maken van radio straling om zo het gravitatie veld en de binnen structuur te meten en te onderzoeken.

Daarnaast zal de Psyche sonde ook een experimenteel laser communicatiesysteem aan bord meenemen genaamd Deep Space Optical Communications (DSOC). Er wordt gehoopt dat deze nieuwe technologie de efficiëntie van radio verkeer in de ruimte met 10 tot 100 keer verbeterd ten opzichte van de huidige manier. De laser stralen worden door een telescoop bij het Palomar Observatory in Californië.

Bij deze missie wordt ook gebruik gemaakt van een ingebouwde SPT-140 motor. Deze motor zet zonne-energie van zonnepanelen om in elektriciteit dat als motor vermogen wordt gebruikt. Hiermee wordt er afgestapt van de chemisch aangedreven motoren die normaal worden gebruikt.

De motor draait op een vermogen van 4,5 kW (anderhalve oven) of op 900 W voor een langere periode. Psyche is de eerste missie die deze techniek gebruikt buiten de baan van de maan. Door deze techniek bereikt de sonde 16 Psyche een stuk sneller terwijl deze maar 10% van de normale brandstof nodig heeft.

Zo ziet de SPT-140 motor eruit waar NASA´s Psyche missie gebruik van gaat maken (NASA/JPL-Caltech)
Zo ziet de SPT-140 motor eruit waar NASA´s Psyche missie gebruik van gaat maken (NASA/JPL-Caltech)

Wat zijn de wetenschappelijke doelen van Psyche?

  • Het begrijpen van een eerder onbegrepen bouwblok voor planeet vorming: metalen kernen.
  • In de kernen van aardse planeten kijken door een andere blootgestelde aardse kern te observeren.
  • Het ontdekken van een nieuwe wereld dat niet aards en ook niet ijzig is maar van metaal gemaakt is.
  • Bepalen of de Psyche asteroïde een kern of een niet gesmolten geheel is.
  • Het vaststellen van de leeftijd van delen van de asteroïde.
  • Bepalen of lichte hemellichamen dezelfde samenstelling hebben als de kern van de Aarde.
  • Het bepalen of de asteroïde in eenzelfde soort omgeving is ontstaan als de kern van de Aarde.
  • Is 16 Psyche het overgebleven deel van een verder uitgekleed vormende planeet?
  • Als 16 Psyche inderdaad een overgebleven kern is, wanneer en waarom is dat zo gekomen?
  • Als 16 Psyche eerst gesmolten was, begon het stollen aan de binnenkant of aan de buitenkant?
  • Produceerde 16 Psyche een magnetisch veld wanneer deze afkoelde?
  • Uit welke andere elementen bestaat 16 Psyche hoofdzakelijk naast ijzer en Nikkel?
  • Hoe verschillen kraters in een metalen lichaam in vergelijking tot de kraters van een ijzig of aardse lichaam.