Nel loro tentativo di fissare obiettivi di esplorazione per il futuro, il Discovery Program della NASA ha lanciato l'invito a presentare proposte per la sua tredicesima missione Discovery nel febbraio 2014. Dopo aver esaminato le 27 proposte iniziali, un gruppo di esperti della NASA e altri scienziati e ingegneri hanno recentemente selezionato cinque semifinalisti per ricerca e sviluppo supplementari, uno o due dei quali saranno lanciati entro il 2020.
Con un occhio a Venere, oggetti vicino alla Terra e asteroidi, queste missioni guardano oltre Marte per affrontare altre domande sulla storia e la formazione del nostro Sistema Solare. Tra questi vi è la proposta missione di Psiche, un'astronave robotica che esplorerà l'asteroide metallico con lo stesso nome - 16 Psiche - nella speranza di far luce sui misteri della formazione del pianeta.
Scoperto dall'astronomo italiano Annibale de Gasparis il 17 marzo 1852 e intitolato a una figura mitologica greca, la Psiche è uno dei dieci asteroidi più massicci della Cintura degli asteroidi. È anche l'asteroide di tipo M più massiccio, una classe speciale pertinente agli asteroidi composta principalmente da nichel e ferro.
Per qualche tempo, gli scienziati hanno ipotizzato che questo asteroide metallico sia in realtà il sopravvissuto di un protopianeta. In questo scenario, una violenta collisione con un planetesimale spogliato dagli strati rocciosi esterni di Psiche, lasciando dietro di sé solo il denso, interno metallico. Questa teoria è supportata da stime della densità di massa, degli spettri e delle proprietà della superficie del radar di Psiche; tutto ciò mostra che è un oggetto diverso da qualsiasi altro nella Cintura.
Inoltre, questa composizione di 16 Psiche è sorprendentemente simile a quella del nucleo metallico della Terra. Dato che gli astronomi pensano che pianeti più grandi come Venere, Terra e Marte si siano formati dalla collisione e dalla fusione di mondi più piccoli, Psiche potrebbe essere i resti di un protopianeta che non è riuscito a creare un corpo più grande.
Se un tale planetesimale fosse stato colpito da un oggetto abbastanza grande, sarebbe stato in grado di perdere l'esterno della sua massa inferiore mantenendo intatto il suo nucleo. Pertanto, studiando questo corpo largo 250 km (155 miglia), offre un'opportunità unica per conoscere meglio gli interni di pianeti e grandi lune, i cui nuclei sono nascosti sotto molte miglia di roccia.
La Dott.ssa Linda Elkins-Tanton della School of Earth and Space Exploration della Arizona State University è la principale investigatrice di questa missione. Come lei e il suo team hanno dichiarato nel loro documento di proposta di missione, che originariamente era stato presentato come parte del 45a conferenza sulla scienza lunare e planetaria (2014):
“Questa missione sarebbe stata un viaggio indietro nel tempo verso uno dei primi periodi di accrescimento planetario, quando i primi corpi non solo si stavano differenziando, ma venivano polverizzati, ridotti in pezzi e accusati da collisioni. È anche un'esplorazione, per procura, degli interni di pianeti e satelliti terrestri oggi: non possiamo visitare un nucleo metallico in nessun altro modo.
"Per tutti questi motivi, unitamente alla relativa accessibilità a appuntamenti e orbite a basso costo, Psiche è un superbo obiettivo per una missione di classe Discovery che ne caratterizzerebbe la geologia, la forma, la composizione elementare, il campo magnetico e la distribuzione di massa."
Una missione robotica a Pysche aiuterebbe anche gli astronomi a conoscere meglio i mondi metallici, un tipo di oggetto del sistema solare di cui gli scienziati sanno molto poco. Ma forse il motivo principale per studiare 16 Psiche è il fatto che è unico. Finora, questo corpo è l'unico corpo simile a un nucleo metallico che è stato scoperto nel Sistema Solare.
Il veicolo spaziale proposto avrebbe orbitato attorno a Psiche per sei mesi, studiando la sua topografia, le caratteristiche della superficie, la gravità, il magnetismo e altre caratteristiche. La missione sarebbe anche economica e rapida da avviare, poiché si basa in gran parte sulla tecnologia che ha portato alla realizzazione della sonda Dawn della NASA. Attualmente in orbita attorno a Cerere, la missione Dawn ha dimostrato l'efficacia di molte nuove tecnologie, non ultimo il propulsore di ioni xeno.
La missione Orbiter Psiche è stata selezionata come uno dei cinque semifinalisti del Programma Discovery il 30 settembre 2015. Ogni proposta ha ricevuto $ 3 milioni per studi di un anno per definire piani di missione dettagliati e ridurre i rischi. Uno o due finalisti saranno selezionati per ricevere un budget del programma di $ 450 milioni (meno il costo di un veicolo di lancio e operazioni di missione) e verranno lanciati nel 2020 al più presto.
