In ihrem Bestreben, Explorationsziele für die Zukunft festzulegen, veröffentlichte das NASA-Entdeckungsprogramm im Februar 2014 eine Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen für ihre dreizehnte Entdeckungsmission. Nach Prüfung der 27 ersten Vorschläge wählte ein Gremium aus der NASA und anderen Wissenschaftlern und Ingenieuren kürzlich fünf Semifinalisten aus zusätzliche Forschung und Entwicklung, von denen eine oder zwei bis 2020 starten werden.
Mit Blick auf Venus, erdnahe Objekte und Asteroiden blicken diese Missionen über den Mars hinaus, um andere Fragen zur Geschichte und Entstehung unseres Sonnensystems zu beantworten. Darunter befindet sich die vorgeschlagene Psyche-Mission, ein Roboter-Raumschiff, das den gleichnamigen metallischen Asteroiden - 16 Psyche - erforschen wird, um die Geheimnisse der Planetenbildung zu beleuchten.
Die Psyche wurde am 17. März 1852 vom italienischen Astronomen Annibale de Gasparis entdeckt und nach einer griechischen mythologischen Figur benannt. Sie ist einer der zehn massereichsten Asteroiden im Asteroidengürtel. Es ist auch der massereichste Asteroid vom Typ M, eine spezielle Klasse für Asteroiden, die hauptsächlich aus Nickel und Eisen bestehen.
Seit einiger Zeit spekulieren Wissenschaftler, dass dieser metallische Asteroid tatsächlich der Überlebende eines Protoplaneten ist. In diesem Szenario löste eine heftige Kollision mit einem Planetesimal die äußeren, felsigen Schichten der Psyche ab und ließ nur das dichte, metallische Innere zurück. Diese Theorie wird durch Schätzungen der Schüttdichte, der Spektren und der Radaroberflächeneigenschaften von Psyche gestützt. All dies zeigt, dass es sich um ein Objekt handelt, das sich von anderen im Gürtel unterscheidet.
Darüber hinaus ähnelt diese Zusammensetzung von 16 Psyche auffallend der des Metallkerns der Erde. Angesichts der Tatsache, dass Astronomen glauben, dass größere Planeten wie Venus, Erde und Mars aus der Kollision und Verschmelzung kleinerer Welten entstanden sind, könnte Psyche die Überreste eines Protoplaneten sein, der keinen größeren Körper erschaffen konnte.
Wäre ein solches Planetesimal von einem ausreichend großen Objekt getroffen worden, hätte es sein Äußeres mit geringerer Masse verlieren können, während sein Kern intakt geblieben wäre. Das Studium dieses 250 km breiten Körpers bietet somit eine einzigartige Gelegenheit, mehr über das Innere von Planeten und großen Monden zu erfahren, deren Kerne unter vielen Meilen Fels versteckt sind.
Dr. Linda Elkins-Tanton von der School of Earth and Space Exploration der Arizona State University ist die Hauptforscherin dieser Mission. Wie sie und ihr Team in ihrem Missionsvorschlagspapier feststellten, das ursprünglich als Teil des 45. Mond- und Planetenwissenschaftskonferenz (2014):
„Diese Mission wäre eine Zeitreise in eine der frühesten Perioden planetarischer Akkretion, in der sich die ersten Körper nicht nur differenzierten, sondern durch Kollisionen pulverisiert, zerkleinert und akkretiert wurden. Es ist auch eine Erkundung der Innenräume terrestrischer Planeten und Satelliten durch Stellvertreter: Wir können einen metallischen Kern auf keine andere Weise besuchen.
"Aus all diesen Gründen ist Psyche in Verbindung mit der relativen Erreichbarkeit von kostengünstigem Rendezvous und Orbit ein hervorragendes Ziel für eine Mission der Discovery-Klasse, die Geologie, Form, Elementzusammensetzung, Magnetfeld und Massenverteilung charakterisiert."
Eine Robotermission nach Pysche würde Astronomen auch helfen, mehr über Metallwelten zu lernen, eine Art Objekt des Sonnensystems, über das Wissenschaftler nur sehr wenig wissen. Aber der vielleicht größte Grund, 16 Psyche zu studieren, ist die Tatsache, dass es einzigartig ist. Bisher ist dieser Körper der einzige metallische kernartige Körper, der im Sonnensystem entdeckt wurde.
Das vorgeschlagene Raumschiff würde die Psyche sechs Monate lang umkreisen und dabei seine Topographie, Oberflächenmerkmale, Schwerkraft, Magnetismus und andere Eigenschaften untersuchen. Die Mission wäre auch kostengünstig und schnell zu starten, da sie weitgehend auf der Technologie basiert, die für die Herstellung der Dawn-Sonde der NASA verwendet wurde. Derzeit im Orbit um Ceres hat die Dawn-Mission die Wirksamkeit vieler neuer Technologien demonstriert, nicht zuletzt des Xenon-Ionen-Triebwerks.
Die Psyche-Orbiter-Mission wurde am 30. September 2015 als einer der fünf Semifinalisten des Discovery-Programms ausgewählt. Jeder Vorschlag erhielt 3 Millionen US-Dollar für einjährige Studien, um detaillierte Missionspläne zu erstellen und Risiken zu reduzieren. Ein oder zwei Finalisten werden ausgewählt, um das Budget des Programms von 450 Millionen US-Dollar (abzüglich der Kosten für eine Trägerrakete und Missionsoperationen) zu erhalten, und werden frühestens 2020 starten.
